Ecuaciones diferenciales ordinarias

Ecuaciones diferenciales resueltas paso a paso: de variables separables, lineales de primer orden y de coeficientes constantes, con condiciones iniciales.

Una ecuación diferencial relaciona una función con sus derivadas. Las más habituales son:

  • Separables: se pasan las y a un lado y las x al otro, y se integra.
  • Lineales de primer orden : se resuelven con el factor integrante.
  • De coeficientes constantes (orden 2): se resuelve la ecuación característica.

Con condiciones iniciales, como y(0) = 1, se calculan las constantes y la solución es única.

Fórmulas

Factor integrante
Ecuación característica

Ejercicios resueltos

Intenta resolver cada ejercicio y después abre la solución. Todas las soluciones están hechas y comprobadas con el motor de Lyz Math.

1

Ejercicio 1

Ver la solución paso a paso
Resultado ✓ Verificado
  1. Ecuación diferencial:
  2. Es una ecuación diferencial ordinaria de orden 1, de variables separables.
  3. Escribimos y separamos las variables (todo lo de a un lado y lo de al otro):
    ¿Por qué? Si se pueden poner todas las a un lado y todas las al otro, basta con integrar cada lado.
  4. Integramos ambos lados y despejamos :
  5. Solución general ( son constantes arbitrarias):
    ¿Por qué? Una ecuación diferencial tiene infinitas soluciones, una por cada valor de las constantes . La solución general las recoge todas.
2

Ejercicio 2

Ver la solución paso a paso
Resultado ✓ Verificado
  1. Ecuación diferencial:
  2. Es una ecuación diferencial ordinaria de orden 1, lineal no homogénea con coeficientes constantes.
  3. Probamos soluciones de la forma : cada derivada se convierte en . Obtenemos la ecuación característica:
    ¿Por qué? Las derivadas de son múltiplos de sí misma, así que al sustituirla la ecuación diferencial se convierte en una ecuación normal para .
  4. Sus raíces son:
  5. Para construir la solución: cada raíz real aporta .
  6. Como el lado derecho no es cero, sumamos una solución particular (por coeficientes indeterminados o variación de parámetros).
  7. Solución general ( son constantes arbitrarias):
    ¿Por qué? Una ecuación diferencial tiene infinitas soluciones, una por cada valor de las constantes . La solución general las recoge todas.
3

Ejercicio 3

Ver la solución paso a paso
Resultado ✓ Verificado
  1. Ecuación diferencial:
  2. Es una ecuación diferencial ordinaria de orden 2, lineal homogénea con coeficientes constantes.
  3. Probamos soluciones de la forma : cada derivada se convierte en . Obtenemos la ecuación característica:
    ¿Por qué? Las derivadas de son múltiplos de sí misma, así que al sustituirla la ecuación diferencial se convierte en una ecuación normal para .
  4. Sus raíces son:
  5. Para construir la solución: cada par complejo aporta .
  6. Solución general ( son constantes arbitrarias):
    ¿Por qué? Una ecuación diferencial tiene infinitas soluciones, una por cada valor de las constantes . La solución general las recoge todas.
  7. Aplicamos las condiciones iniciales para calcular las constantes:
    ¿Por qué? La solución general tiene constantes porque hay infinitas curvas que cumplen la ecuación. Las condiciones iniciales eligen la única que pasa por esos valores.
  8. Solución particular:
4

Ejercicio 4

Ver la solución paso a paso
Resultado ✓ Verificado
  1. Ecuación diferencial:
  2. Es una ecuación diferencial ordinaria de orden 2, lineal no homogénea con coeficientes constantes.
  3. Probamos soluciones de la forma : cada derivada se convierte en . Obtenemos la ecuación característica:
    ¿Por qué? Las derivadas de son múltiplos de sí misma, así que al sustituirla la ecuación diferencial se convierte en una ecuación normal para .
  4. Sus raíces son:
  5. Para construir la solución: cada raíz real aporta .
  6. Como el lado derecho no es cero, sumamos una solución particular (por coeficientes indeterminados o variación de parámetros).
  7. Solución general ( son constantes arbitrarias):
    ¿Por qué? Una ecuación diferencial tiene infinitas soluciones, una por cada valor de las constantes . La solución general las recoge todas.
5

Ejercicio 5

Ver la solución paso a paso
Resultado ✓ Verificado
  1. Ecuación diferencial:
  2. Es una ecuación diferencial ordinaria de orden 1, lineal homogénea con coeficientes constantes.
  3. Probamos soluciones de la forma : cada derivada se convierte en . Obtenemos la ecuación característica:
    ¿Por qué? Las derivadas de son múltiplos de sí misma, así que al sustituirla la ecuación diferencial se convierte en una ecuación normal para .
  4. Sus raíces son:
  5. Para construir la solución: cada raíz real aporta .
  6. Solución general ( son constantes arbitrarias):
    ¿Por qué? Una ecuación diferencial tiene infinitas soluciones, una por cada valor de las constantes . La solución general las recoge todas.
  7. Aplicamos las condiciones iniciales para calcular las constantes:
    ¿Por qué? La solución general tiene constantes porque hay infinitas curvas que cumplen la ecuación. Las condiciones iniciales eligen la única que pasa por esos valores.
  8. Solución particular:

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