Ecuaciones diferenciales de primer orden
Exactas
Homogeneas
Lineales
Variables separables
Una ecuación lineal de primer orden es aquella que puede expresarse de
la siguiente forma:
Este método se basa en el concepto del diferencial total de una
función
Ecuación homogénea
Si el segundo miembro de una ecuación
Ecuación separable
Si el segundo miembro de una ecuación expresada de la forma
a1xdydx+aoxy=b(x)
dydx=f(x,y)
dydx=f(x,y)
La ecuación diferencial de primer orden
Donde a (x) 1 , a (x) 0 y b(x) depende solamente de la variable independiente
x, y no de la variable dependiente y
M(x, y)dx + N(x, y)dy = 0
v = x + y v = xy
v=xy v=yx
Para realizar la correspondiente sustitución se debe establecer
claramente su equivalencia
dydx=G(v)
Se puede expresar como función de una nueva variable v
dydx=gxp(y)
Multiplicada por una función que depende solamente de y
Se puede expresar como una función que depende solo de x
dydx=f(x,y)
Puede expresarse en la forma diferencial∂F∂xx,y=M(x,y) ∂F∂Yx,y=N(x,y)
Es exacta, si existe una función F(x, y) tal que
Paso 1. Verifique que la ecuación se encuentre en su forma
canónica, es decir,
dydx P(x) y Q(x)
Paso 2. Calcúlese el llamado factor integrante μ (x) por medio de
la fórmula
u(x)=e∫P(x)dx
Paso 3. Multiplique la ecuación en la forma canónica por
μ(x), y recordando que el primer miembro es precisamente duxydx,
Obténgase uxdydx+Pxy=uxQ(x) →
duxydx=uxQ(x)
Paso 4Finalmente intégrese la última ecuación de ambos
lados despeje la variable dependiente y. De esta manera nos queda la
solución:
y=μxQxdx+cμ(x)
Es exacta si y solo si proviene de aplicar el diferencial total a una
función F(x, y)
M(x, y)dx + N(x, y)dy
De otra manera