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Separación de Variables en la Integración. ¿Por qué es necesario?

Soy bastante novato con ecuaciones diferenciales y tal, y el inglés no es mi primera lengua así que pido por favor explique todo en simples términos en inglés.

Actualmente estoy estudiando la diferenciación de las ecuaciones en la escuela y uno de los trucos es la "separación de variables". El truco es muy simple y me pongo de cómo se usa. Reemplace $y'$ con $dy/dx$ y hacer malabarismos con la ecuación alrededor hasta que todas las $y$'s están en un lado y todos los $x$'s están en el otro. A continuación, puede integrar

Sin embargo, lo que NO entiendo es cómo esto es necesario en un sentido matemático.

$y'$ no $y$. Es la función de cambio para $y$. Así que ¿por qué no puedo integrar de inmediato? Sé que no va a funcionar pero no veo por qué no.

Digamos que tenemos la siguiente función:

$$y' = -\frac{x}{y}$$

Yo entiendo que si yo no separar las variables que $y$ permanecerá en la solución, así que, esencialmente, la solución de $y$ tienen $y$ , pero en un sentido matemático yo todavía no consigue la conexión. Es que en realidad sólo una de cheap trick o no real la lógica detrás de lo que está sucediendo aquí otra que la de "hacer para deshacerse de $y$".

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Winther Puntos 12208

Estoy de acuerdo en que este método puede parecer un poco misterioso al principio así que vamos a intentar entender lo que realmente está pasando aquí.

Primero vamos a comenzar considerando una relación entre el $y(x)$ e $x$ en el formulario $F(y) = G(x)$. Tomando la derivada nos da un separables ODE $f(y)y' = g(x)$ donde $f = F'$ es el derivado de la $F$ e $g = G'$ es el derivado de la $G$.

Separación de variables no es nada, pero esta en reversa. Dada una ODA que es separable, es decir, es en la forma $f(y)y' = g(x)$, después de aplicar el método que nos llevan a resolver

$$\int f(y)dy = \int g(x)dx$$

los que sabemos de esto nos lleva a la relación $F(y) = G(x)$. Todo lo que están haciendo cuando la aplicación de separación de variables para tratar de encontrar a$F$ e $G$ de $f$ e $g$. La aparentemente dippy proceso de escritura de $y' = \frac{dy}{dx}$ y tratarla como una fracción para obtener la integral de la ecuación anterior es una manera sencilla de recordar cómo hacer esto.

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