Risoluzione equazione differenziale del primo ordine
Salve a tutti! Avrei bisogno di un suggerimento sulla risoluzione del seguente problema di Cauchy:
$$
\begin{cases}
x \sqrt{1+y^2(x)}+y(x) y'(x) \sqrt{1+x^2}=0\\
y(0)=0
\end{cases}
$$
Procedo separando le variabili e integrando
$$\int_{0}^{y(x)}\frac{y}{\sqrt{1+y^2}} dy= \int_{0}^{x}-\frac{u}{ \sqrt{1+x^2}} dx$$
$$\frac{1}{2}\int_{0}^{y(x)}\frac{2y}{\sqrt{1+y^2}} dy=-\frac{1}{2} \int_{0}^{x}\frac{2u}{ \sqrt{1+x^2}} dx$$
$$\sqrt{1+y^2(x)}-1=1-\sqrt{1+x^2}$$
$$y^2(x)=3+(1+x^2)-4-\sqrt{1+x^2} \to y(x)=\pm \sqrt{3+(1+x^2)-4-\sqrt{1+x^2}}$$
Ottengo due soluzioni e ciò è impossibile perché la soluzione deve essere una. Nel modo in cui ho svolto dove sbaglio?
$$
\begin{cases}
x \sqrt{1+y^2(x)}+y(x) y'(x) \sqrt{1+x^2}=0\\
y(0)=0
\end{cases}
$$
Procedo separando le variabili e integrando
$$\int_{0}^{y(x)}\frac{y}{\sqrt{1+y^2}} dy= \int_{0}^{x}-\frac{u}{ \sqrt{1+x^2}} dx$$
$$\frac{1}{2}\int_{0}^{y(x)}\frac{2y}{\sqrt{1+y^2}} dy=-\frac{1}{2} \int_{0}^{x}\frac{2u}{ \sqrt{1+x^2}} dx$$
$$\sqrt{1+y^2(x)}-1=1-\sqrt{1+x^2}$$
$$y^2(x)=3+(1+x^2)-4-\sqrt{1+x^2} \to y(x)=\pm \sqrt{3+(1+x^2)-4-\sqrt{1+x^2}}$$
Ottengo due soluzioni e ciò è impossibile perché la soluzione deve essere una. Nel modo in cui ho svolto dove sbaglio?
Risposte
Perché la soluzione deve essere unica?
(Occhio che c'è un segno meno di troppo alla fine.)
(Occhio che c'è un segno meno di troppo alla fine.)
Deve essere unica per il teorema di esistenza e unicità per un problema di Cauchy, o sbaglio?
Ciao xavio310,
La seconda che hai detto...
(cit. da Quelo - Corrado Guzzanti - https://www.youtube.com/watch?v=jYQWVnKEFRk)
Nei problemi di Cauchy
${(y'(x) = f(x, y(x))),(y(x_0) = y_0):}$
se non si richiede che $f$ goda di qualche proprietà di regolarità, non ci si può aspettare l'unicità della soluzione.
Un esempio classico è proprio il seguente:
${(y'(x) = 3/2 root[3]{y(x)}),(y(0) = 0):}$
Si può verificare facilmente che tale problema ha almeno tre soluzioni:
$y_1(x) = 0 $
$y_2(x) = {(x^{3/2} \text{ per } x \ge 0),(0 \text{ per } x < 0):}$
$y_3(x) = - y_2(x) $
"xavio310":
Deve essere unica per il teorema di esistenza e unicità per un problema di Cauchy, o sbaglio?
La seconda che hai detto...

(cit. da Quelo - Corrado Guzzanti - https://www.youtube.com/watch?v=jYQWVnKEFRk)
Nei problemi di Cauchy
${(y'(x) = f(x, y(x))),(y(x_0) = y_0):}$
se non si richiede che $f$ goda di qualche proprietà di regolarità, non ci si può aspettare l'unicità della soluzione.
Un esempio classico è proprio il seguente:
${(y'(x) = 3/2 root[3]{y(x)}),(y(0) = 0):}$
Si può verificare facilmente che tale problema ha almeno tre soluzioni:
$y_1(x) = 0 $
$y_2(x) = {(x^{3/2} \text{ per } x \ge 0),(0 \text{ per } x < 0):}$
$y_3(x) = - y_2(x) $
Chiaro! Grazie mille =)