¿Cuál es la demostración del factor integrador en ecuaciones diferenciales?

Si una ecuación diferencial de la forma

no es exacto, entonces existe una función μ ( x, y ) tal que la ecuación equivalente obtenida multiplicando ambos lados de (*) por μ,

es exacto Dicha función μ se llama factor integrador de la ecuación original y se garantiza que existe si la ecuación diferencial dada realmente tiene una solución.

En palabras más comunes, cuando tenemos una ecuación diferencial, por ejemplo y ‘+ ay = b .. un factor de integración convertirá esta ecuación en la forma U’V + V’U = c

Lo cual es muy simple de resolver porque sabemos que U’V + V’U = (UV) ‘

Entonces terminaremos con (UV) ‘= c → UV = ∫ c

Probemos un ejemplo simple:

y ‘+ xy = x

Un factor integrador es exp (∫x dx) = exp (x ^ 2/2)

Multiplique ambos lados por los rendimientos del factor integrante:

[matemáticas] \ exp (x ^ 2/2) y ‘+ \ exp (x ^ 2/2) xy = \ exp (x ^ 2/2) x [/ matemáticas]

De la forma UV ‘+ U’V = exp (x ^ 2/2). X

[matemáticas] d (UV) = d (\ exp (x ^ 2/2). y) = \ exp (x ^ 2/2). x [/ matemáticas]

Integre ambos lados y obtendrá la respuesta

[matemática] y = C1 \ exp (-x ^ 2/2) + 1 [/ matemática]