Exams Joint Entrance Examination Mathematics Differential Equations Question 29 Question 29 of 490 Medium MCQ
Let x = x ( y ) x=x(y) x = x ( y ) be the solution of the differential equation y 2 d x + ( x − 1 y ) d y = 0 {y}^{2}dx+(x-\frac{1}{y})dy=0 y 2 d x + ( x − y 1 ) d y = 0 . If x ( 1 ) = 1 x(1)=1 x ( 1 ) = 1 , then x ( 1 2 ) x(\frac{1}{2}) x ( 2 1 ) is :
Solutions · 1 Post your solution Official solution
y 2 d x + ( x − 1 y ) d y = 0 y 2 d x = ( 1 y − x ) d y ⇒ y 2 d x d y = 1 y − x ⇒ d x d y + x y 2 = 1 y 3 = e ∫ 1 y 2 d y = e − 1 y \begin{gathered} {y}^{2}dx+(x-\frac{1}{y})dy=0 \\ {y}^{2}dx=(\frac{1}{y}-x)dy \\ \Rightarrow {y}^{2}\frac{dx}{dy}=\frac{1}{y}-x \\ \Rightarrow \frac{dx}{dy}+\frac{x}{{y}^{2}}=\frac{1}{{y}^{3}} \\ ={e}^{\int \frac{1}{{y}^{2}}dy}={e}^{\frac{-1}{y}} \end{gathered} y 2 d x + ( x − y 1 ) d y = 0 y 2 d x = ( y 1 − x ) d y ⇒ y 2 d y d x = y 1 − x ⇒ d y d x + y 2 x = y 3 1 = e ∫ y 2 1 d y = e y − 1
∴ \therefore ∴ Solution is
x e − 1 y = ∫ e − 1 y × 1 y 3 d y + C x{e}^{\frac{-1}{y}}=\int {e}^{-\frac{1}{y}}\times \frac{1}{{y}^{3}}dy+C x e y − 1 = ∫ e − y 1 × y 3 1 d y + C
Let − 1 y = t \frac{-1}{y}=t y − 1 = t
⇒ 1 y 2 d y = d t \Rightarrow \frac{1}{{y}^{2}}dy=dt ⇒ y 2 1 d y = d t
⇒ x e − 1 y = − ∫ e t t d t + C ⇒ x e − 1 y = − e t ( t − 1 ) + C ⇒ x e − 1 y = − e − 1 y ( − 1 y − 1 ) + C \begin{gathered} \Rightarrow x{e}^{-\frac{1}{y}}=-\int {e}^{t}tdt+C \\ \Rightarrow x{e}^{-\frac{1}{y}}=-{e}^{t}(t-1)+C \\ \Rightarrow x{e}^{-\frac{1}{y}}=-{e}^{\frac{-1}{y}}(\frac{-1}{y}-1)+C \end{gathered} ⇒ x e − y 1 = − ∫ e t t d t + C ⇒ x e − y 1 = − e t ( t − 1 ) + C ⇒ x e − y 1 = − e y − 1 ( y − 1 − 1 ) + C
x ( 1 ) = 1 ⇒ e − 1 = − e − 1 ( − 2 ) + C ⇒ C = − e − 1 ⇒ x = 1 y + 1 − e − 1 + 1 y x ( 1 2 ) = 3 − e \begin{gathered} x(1)=1 \\ \Rightarrow {e}^{-1}=-{e}^{-1}(-2)+C \\ \Rightarrow C=-{e}^{-1} \\ \Rightarrow x=\frac{1}{y}+1-{e}^{-1+\frac{1}{y}} \\ x(\frac{1}{2})=3-e \end{gathered} x ( 1 ) = 1 ⇒ e − 1 = − e − 1 ( − 2 ) + C ⇒ C = − e − 1 ⇒ x = y 1 + 1 − e − 1 + y 1 x ( 2 1 ) = 3 − e Answer the question to unlock