Pregunta
upstudy study bank question image url

Solve the initial value problem: \( \frac{d y}{d x}=\frac{-0.5}{\cos (y)}, \quad y(0)=\frac{\pi}{4} \) \( y(x)= \)

Ask by Knight Salinas. in the United States
Mar 21,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

\( y(x) = \arcsin\left(-0.5x + \frac{\sqrt{2}}{2}\right) \)

Solución

\[ \textbf{Step 1: Separate variables.} \] Given the differential equation \[ \frac{dy}{dx} = \frac{-0.5}{\cos(y)}, \] we can rewrite it as \[ \cos(y) \, dy = -0.5 \, dx. \] \[ \textbf{Step 2: Integrate both sides.} \] Integrate the left side with respect to \( y \) and the right side with respect to \( x \): \[ \int \cos(y) \, dy = \int -0.5 \, dx. \] The integrals become: \[ \sin(y) = -0.5 x + C, \] where \( C \) is the constant of integration. \[ \textbf{Step 3: Apply the initial condition.} \] The initial condition is \[ y(0) = \frac{\pi}{4}. \] Substitute \( x=0 \) and \( y=\frac{\pi}{4} \) into the integrated equation: \[ \sin\left(\frac{\pi}{4}\right) = -0.5 \cdot 0 + C. \] Since \[ \sin\left(\frac{\pi}{4}\right)= \frac{\sqrt{2}}{2}, \] we get \[ C = \frac{\sqrt{2}}{2}. \] \[ \textbf{Step 4: Write the solution.} \] Substituting \( C \) back into the integrated equation, we obtain: \[ \sin(y) = -0.5 x + \frac{\sqrt{2}}{2}. \] To solve for \( y \), take the arcsine of both sides: \[ y = \arcsin\left(-0.5 x + \frac{\sqrt{2}}{2}\right). \] \[ \boxed{y(x) = \arcsin\left(-0.5 x + \frac{\sqrt{2}}{2}\right)} \]

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Mind Expander

To solve the initial value problem, we start with the differential equation: \[ \frac{d y}{d x} = \frac{-0.5}{\cos(y)} \] We can separate variables to integrate: \[ \cos(y) \, dy = -0.5 \, dx \] Now, we integrate both sides: \[ \int \cos(y) \, dy = \int -0.5 \, dx \] The left-hand side gives us \(\sin(y)\) and the right-hand side gives us \(-0.5x + C\): \[ \sin(y) = -0.5x + C \] Now, we apply the initial condition \(y(0) = \frac{\pi}{4}\): \[ \sin\left(\frac{\pi}{4}\right) = -0.5(0) + C \] Since \(\sin\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2}\), we get: \[ C = \frac{\sqrt{2}}{2} \] Substituting \(C\) back into our equation gives: \[ \sin(y) = -0.5x + \frac{\sqrt{2}}{2} \] Finally, we can solve for \(y\): \[ y = \arcsin\left(-0.5x + \frac{\sqrt{2}}{2}\right) \] Thus, the solution to the initial value problem is: \[ y(x) = \arcsin\left(-0.5x + \frac{\sqrt{2}}{2}\right) \]

¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad