Clase 12 Soluciones RD Sharma – Capítulo 22 Ecuaciones Diferenciales – Ejercicio 22.8

Resuelve lo siguiente:

Pregunta 1: dy/dx = (x + y + 1) 2

Solución:

Tenemos,

dy/dx = (x + y + 1) 2

Poniendo x + y + 1 = v

Por lo tanto, dv/dx – 1 = v 2

⇒ dv/dx = v2 + 1

⇒ 1/(v 2 + 1) dv = dx

Integrando ambos lados, obtenemos

∫ 1/(v 2 + 1) dv = ∫ dx

Pregunta 2: dy/dx cos (x – y) = 1

Solución: 

Tenemos,

dy/dx cos (x – y) = 1

⇒ dy/dx = 1/cos(x – y)

Poniendo x – y = v

⇒ 1 – dy/dx = dv/dx

⇒ dy/dx = 1 – dv/dx

Por tanto, 1 – dv/dx = 1/cos v

⇒ dv / dx = 1 – 1/cos v

⇒ dv/dx = (cos v – 1)/cos v

⇒ cos v/ (cos v – 1) dv = dx

Integrando ambos lados, obtenemos

∫cos v/(cos v – 1) dv = ∫dx

⇒ -∫(cos v (1 + cosv)) / (1 – cos 2 v) dv =∫ dx

⇒ -∫(cos v (1 + cos v)) / (sen 2 v) dv = ∫ dx

⇒ -∫(cot v cosec v + cot 2 v) dv = ∫ dx

⇒ -∫ (cot v cosec v + cosec 2 v – 1) dv = ∫ dx

⇒ -(-cosec v – cot v – v)= x + C

⇒ cosec ( x – y ) + cuna ( x – y ) + x – y = x + C

⇒ cosec ( x – y ) + cuna ( x – y ) – y = C

⇒ ((1+cos ( x – y )) / sen ( x – y )) – y = C

⇒ cuna (( x – y )/ 2) = y + C

Pregunta 3: dy/dx = ((x – y) + 3)/ (2(x – y) + 5) 

Solución: 

Tenemos,

dy/dx = ((x – y) + 3)/ (2(x – y) + 5) 

Poniendo x – y = v

⇒ 1 – dy/dx = dv/dx

⇒ dy/dx = 1 – dv/dx

Por tanto, 1 – dv/dx = (v + 3)/ (2v + 5)

⇒ dv/dx = 1 – (v + 3)/ (2v + 5)

⇒ dv/dx = (2v + 5 – v – 3)/ 2v + 5

⇒ dv/dx = (v + 2) / (2v + 5)

⇒ (2v + 5)/(v + 2)dv = dx

Integrando ambos lados, obtenemos

∫(2v + 5)/(v + 2) dv = ∫dx

 ⇒ ∫(2v + 4 + 1)/(v + 2) dv = ∫dx

⇒ ∫((2v + 4)/(v + 2) + 1/(v + 2))dv = ∫dx

⇒ 2∫dv + ∫1/(v + 2)dv = ∫dx

⇒ 2v + registro |v + 2| = x + c

⇒ 2(x – y) + registro | x – y + 2 | = x + c

Pregunta 4: dy/dx = (x + y) 2

Solución: 

Tenemos,

dy/dx = (x + y) 2

Sea x + y = v

⇒ 1 + dy/dx = dv/dx

⇒ dy/dx = dv/dx – 1

Por lo tanto, dv/dx – 1 = v 2

⇒ dv/dx = v2 + 1

⇒ 1/(v 2 + 1) dv = dx

Integrando ambos lados, obtenemos

∫1/(v 2 + 1) dv = ∫dx

⇒ bronceado -1 v = x + C

⇒ v = tan (x + C)

⇒ x + y = bronceado (x + C)

Pregunta 5: (x + y) 2 dy/dx = 1

Solución: 

Tenemos,

(x + y) 2 dy/dx = 1

⇒ dy/dx = 1/( x + y) 2

Sea x + y = v

⇒ 1 + dy/dx = dv/dx

⇒ dy/dx = dv/dx – 1

Por lo tanto, dv/dx – 1 = 1/v 2

⇒ dv/dx = 1/v 2 + 1

⇒ v 2 /(v 2 + 1) dv = dx

Integrando ambos lados, obtenemos

∫v 2 /(v 2 + 1) dv = ∫dx

⇒ ∫v 2 + 1 – 1/(v 2 + 1) dv = ∫dx

⇒ ∫(1- 1/(v 2 + 1) dv = ∫dx

⇒ v – bronceado -1 v = x + C

⇒ x + y – bronceado -1 (x + y) = x + C

⇒ y – bronceado -1 (x + y) = C

Pregunta 6: cos 2 (x – 2y) = 1 – 2dy/dx

Solución:  

Tenemos,

cos 2 ( x – 2y ) = 1 – 2dy/dx 

⇒ 2dy/dx = 1 – cos 2 (x – 2y)

Sea x – 2y = v

⇒ 1 – 2 dy/dx = dv/dx

⇒ 2 dy/dx = 1 – dv/dx

Por tanto, 1 – dv/dx = 1 – cos 2 v

⇒ dv/dx = cos 2 v

⇒ seg 2 v dv = dx

Integrando ambos lados, obtenemos

∫ seg 2 v dv = ∫dx

⇒ bronceado v = x – C

⇒ tan (x – 2y) = x – C

⇒ x = bronceado (x – 2y) + C

Pregunta 7: dy/dx = seg(x + y)

Solución:  

Tenemos,

dy/dx = seg(x + y)

⇒ dy/dx = 1/cos (x + y)

Sea x + y = v

⇒ 1 + dy/dx = dv/dx

⇒ dy/dx = dv/dx -1

Por lo tanto, dv/dx – 1 = 1/cos v

⇒ dv/dx = (cos v + 1)/ cos v

⇒ cos v/(cos v + 1) dv = dx

Integrando ambos lados, obtenemos

∫ cos v/(cos v + 1) dv = ∫ dx

⇒ ∫ cos v (1 – cos v)/(1 – cos 2 v ) dv = ∫ dx

⇒ ∫ cos v (1 – cos v)/sen 2 v dv = ∫ dx

⇒ ∫ (cos v – cos^2 v)/sen 2 v dv = ∫ dx

⇒ ∫(cot v cosec v – cot 2 v) dv = ∫ dx

⇒ ∫(cot v cosec v – cosec 2 v + 1) dv = ∫ dx

⇒ – cosec v + cot v + v = x + C

⇒ – cosec (x + y) + cuna (x + y) + x + y = x + C

⇒ – cosec (x + y) + cuna (x + y) + y = C

⇒ ((-1 + coseno (x + y)) / sen (x + y)) + y = C

⇒ – tan ((x + y)/2) + y = C

⇒ y = tan((x + y)/2) + C

Pregunta 8: dy/dx = tan (x + y)

Solución: 

Tenemos,

dy/dx = tan (x + y)

dy/dx = sen (x + y)/cos (x + y)

Sea x + y =v

Por lo tanto, 1 + dy/dx = dv/dx

⇒ dy/dx = dv/dx – 1

Ya que, dv/dx -1 = sen v/cos v

⇒ dy/dx = sen v/cos v + 1

⇒ dy/dx = (sen v + cos v)/ cos v

⇒ cos v/(sen v + cos v) dv = dx

Integrando ambos lados, obtenemos

⇒ ∫ cos v/(sen v + cos v) dv =∫ dx

⇒ 1/2 ∫ {(sen v + cos v) + (cos v – sen v)}/(sen v + cos v) dv = ∫dx

⇒ 1/2 ∫ dv + 1/2 ∫ (cos v – sen v) / (sen v + cos v) dv = ∫ dx

⇒ 1/2 v + 1/2 ∫ (cos v – sen v)/(sen v + cos v) dv = x

Poniendo sen v + cos v = t

⇒ (cos v – sen v) dv = dt

Por tanto, 1/2 v + 1/2 ∫ dt/t = x

⇒ 1/2 v + 1/2 log |t| = x + c

⇒ (x + y) + 1/2 log |sen (x + y) + coseno (x + y)| = x + c

⇒ 1/2 (y – x) + 1/2 log |sen (x + y) + coseno (x + y)| = C

⇒ (y – x) + log |sen (x + y) + coseno (x + y)| = 2C

⇒ y – x + log |sen (x + y) + coseno (x + y)| = K (donde K = 2C)

Pregunta 9: (x + y) (dx – dy) = dx + dy

Solución: 

Tenemos, 

(x + y) (dx – dy) = dx + dy

⇒ x dx + y dx -x dy – y dy = dx + dy

⇒ (x + y -1)dx = (x + y +1) dy

⇒ dy/dx = (x + y -1)/(x + y + 1)

Sea x + y = v

Por lo tanto, 1 + dy/dx = dv/dx

⇒ dy/dx = dv/dx – 1

Por lo tanto, dv/dx -1 = (v – 1)/(v +1)

⇒ dv/dx = (v – 1)/(v +1) + 1

⇒ dv/dx = (v – 1 + v +1)/(v +1)

⇒ dv/dx = 2v / (v +1)

⇒ (v +1) / 2v dv = dx

Integrando ambos lados, obtenemos

∫(v + 1)/2v dv = ∫ dx

⇒ 1/2 ∫dv + 1/2 ∫1/v dv = ∫dx

⇒ 1/2 v + 1/2 log |v| = x + c

⇒ 1/2 (x + y) + 1/2 log |x + y| = x + c

⇒ 1/2 (y – x) + 1/2 log |x + y| = C

Pregunta 10: (x + y + 1)dy/dx = 1

Solución: 

Tenemos,

(x + y + 1)dy/dx =1

⇒ dy/dx = 1/(x + y + 1)

Sea x + y + 1 = v

Por lo tanto, 1 + dy/dx = dv/dx

⇒ dy/dx = dv/dx – 1

Por lo tanto, dv/dx – 1= 1/v

⇒ dv/dx = 1/v + 1

⇒ v/(v + 1) dv = dx

Integrando ambos lados, obtenemos

∫ v/(v + 1) dv = ∫ dx

⇒ ∫ (v + 1 – 1)/(v + 1) dv = ∫ dx

⇒ ∫ (1 – 1/(v + 1))dv = ∫ dx

⇒ v – registro |v + 1| = x + k

⇒ x + y + 1 – registro |x + y+ 1 + 1| = x + k

⇒ y – registro |x + y + 2| = K – 1

⇒ y – registro |x + y + 2| = C 1        ( C 1 = K – 1)

⇒ y – C 1 = registro |x + y + 2|

⇒ e y – C 1 = x + y + 2

⇒ e y / e C 1 = x + y + 2

⇒ e – C e y = x + y + 2

⇒ C mi y  = x + y + 2 (C = e – C 1 )

⇒ x = C e y – y – 2  

Pregunta 11: dy/dx + 1 = e x + y  

Solución: 

Tenemos,

dy/dx + 1 = e x + y                      . . . (1)

Sea x + y = t

⇒ 1 + dy/dx = dt/dx

Sustituyendo el valor de x + y = t y 1 + dy/dx = dt/dx de (1), obtenemos

dt/dx = e t 

⇒ e – t dt = dx

⇒ – mi – t = x + C 

⇒ – e – (x + y) = x + C [Ya que t = x + y]

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por apoorv__maheshwari y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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