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Problema ODE disparando

Por favor me ayudan a punto mi error:

Tengo una ecuación $$(u(x)^{-2} + 4u'(x)^2)^{\frac{1}{2}} - u'(x)\frac{d}{du'}(u(x)^{-2} + 4u'(x)^2)^{\frac{1}{2}} = k$$ where $k$ es una constante.

Estoy bastante seguro de que si me tome $u(x) = \sqrt{y(x)}$ me gustaría tener la brachistochrone ecuación, por lo tanto estoy esperando un cicloides ecuación si dejo $u(x) = \sqrt{y(x)}$ en el resultado, pero yo no puedo hacerlo :(

Mis trabajos son como sigue: $$u(x)^{-2} + 4u'(x)^2- 4u'(x)^2 = k \times (u(x)^{-2} + 4u'(x)^2)^{\frac{1}{2}}$$ $$\implies u(x)^{-4} = k^2 \times (u(x)^{-2} + 4u'(x)^2)$$ $$\implies u'(x)= \frac{1}{2k}\sqrt{u(x)^{-4} - k^2u(x)^{-2}}$$ $$\implies \int \frac{1}{u \sqrt{u^2 - k^2}} du = \int \frac{1}{2k} dx$$ Cambio de variable: vamos a $v = \frac{u}{k}$ $$\implies \int \frac{1}{v \sqrt{v^2 - 1}} dv = \frac{x+a}{2}$$, where $una$ es una constante $$\implies \operatorname{arcsec}(v) = \frac{x+a}{2} $$ $$\implies \operatorname{arcsec}\left(\frac{\sqrt{y}}{k}\right) = \frac{x+a}{2}$$ el que no parece describir un cicloides...

Ayuda sería muy apreciada! Gracias.

6voto

rck Puntos 121

En la línea después

ps

(la cuarta línea de tus cálculos) cuando dividiste, dividiste el error. El integrando en el LHS debe ser

ps

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