ECUACIONES DIFERENCIALES

Matemáticas con Juan · Ecuaciones diferenciales desde cero

50 ecuaciones diferenciales desde cero

Una superclase de más de cuatro horas con 50 ecuaciones diferenciales resueltas en orden progresivo. Empieza con integración directa y separación de variables; continúa con ecuaciones homogéneas, exactas, factores integrantes, lineales y Bernoulli; y termina con ecuaciones de orden superior, aplicaciones físicas, ecuaciones no homogéneas y variación de constantes.

Una ruta completa para aprender ecuaciones diferenciales

Vídeo · PDF · métodos · capítulos

Empieza de verdad desde cero

Los primeros ejercicios se resuelven con integrales inmediatas. La dificultad aumenta gradualmente para que cada método aparezca cuando ya tienes las herramientas necesarias.

Aprende a reconocer el método

No se trata solo de calcular. La colección entrena la pregunta clave: ¿es separable, homogénea, exacta, lineal, Bernoulli o una ecuación lineal de orden superior?

Conecta las ecuaciones con la física

Enfriamiento de Newton, caída con resistencia del aire, masa-muelle, péndulo, circuito LC y oscilación forzada muestran para qué sirven estas ecuaciones.

Vídeo completo: 50 ecuaciones diferenciales desde cero

Superclase de más de cuatro horas

De lo elemental a los métodos de orden superior

La clase está construida como una progresión continua. Primero se afianza la notación y la separación de variables; después llegan los grandes métodos de primer orden; finalmente se estudian ecuaciones lineales de orden superior, problemas físicos y variación de constantes.

50ecuaciones resueltas
10bloques de aprendizaje
4 h 13 minde clase
1 PDFcompleto y enlazado

Índice de las 50 ecuaciones con tiempos del vídeo

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Este índice sigue el orden real de la clase. Cada tiempo abre YouTube exactamente en el momento en que comienza la ecuación correspondiente.

Bloque A · Primer contacto · 1–6

Integración directa: y′ = 4

Primer contacto con una ecuación diferencial: pasar a diferenciales e integrar.

Muy básicoIntegración directa

Integración directa: y′ = 2x

Integrar una derivada sencilla y reconocer la constante de integración.

Muy básicoIntegración directa

Condición inicial y trigonometría

Integrar y′ = cos x y determinar la constante mediante un dato inicial.

Muy básicoCondición inicial

Separación de variables

Separar las variables en una ecuación del tipo y′ = 5x/y.

BásicoVariables separables

Separación con una raíz

Trabajar una ecuación separable en la que aparece √x.

BásicoVariables separables

Problema de valor inicial

Integración directa con y(0) = −3 para fijar la constante.

BásicoCondición inicial
Bloque B · Separables y modelos · 7–15

Crecimiento y decrecimiento exponencial

Obtener la solución general de y′ = ky y entender el modelo exponencial.

BásicoModelo exponencial

Separable con 1 + x²

Separar e integrar una ecuación que conduce a logaritmos.

BásicoVariables separables

Razón de cambio proporcional

Construir un modelo exponencial a partir de dos datos y calcular un valor posterior.

Básico–medioAplicación

Decaimiento radiactivo

Aplicar una ecuación diferencial de decrecimiento a una sustancia radiactiva.

Básico–medioAplicación

Solución implícita

Resolver por separación sin necesidad de despejar y.

MedioVariables separables

Exponencial separable

Usar e^{x-y}=e^x e^{-y} para separar las variables.

MedioVariables separables

Ecuación logística

Separar variables, usar fracciones simples y obtener una solución logística.

MedioLogística

Separar después de trasladar

Resolver y′=(x+1)(y−2) con condición inicial.

MedioVariables separables

Vaciado de un depósito

Modelar la altura del agua y calcular el instante en que el depósito se vacía.

MedioAplicación
Bloque C · Homogéneas · 16–18

Homogénea de primer orden

Aplicar el cambio y=vx para transformar la ecuación en separable.

MedioHomogénea

Otra homogénea

Consolidar el cambio y=vx en una segunda ecuación homogénea.

MedioHomogénea

Homogénea en forma diferencial

Reconocer funciones homogéneas y resolver tras el cambio y=vx.

MedioHomogénea
Bloque D · Exactas · 19–24

Primera ecuación exacta

Comprobar M_y=N_x y construir una función potencial.

MedioExacta

Exacta con exponencial

Resolver una ecuación exacta cuyo potencial contiene ye^x.

MedioExacta

Exacta con exponencial y trigonometría

Combinar e^x, seno y coseno en una ecuación exacta.

MedioExacta

Exacta muy directa

Encontrar rápidamente la función potencial de una ecuación exacta sencilla.

MedioExacta

Exacta trigonométrica

Trabajar una función potencial con y·sin x.

MedioExacta

Exacta con condición inicial

Obtener la curva de nivel concreta usando un dato inicial.

MedioExacta
Bloque E · Factores integrantes · 25–26

Factor integrante e^x

Convertir una ecuación no exacta en exacta mediante μ(x)=e^x.

MedioFactor integrante

Factor integrante 1/x

Encontrar μ(x)=1/x y resolver la ecuación exacta resultante.

MedioFactor integrante
Bloque F · Lineales de primer orden · 27–32

Lineal de primer orden

Resolver y′+2y=6 mediante el factor integrante.

MedioLineal 1.º orden

Lineal con coeficientes variables

Normalizar la ecuación y usar un factor integrante dependiente de x.

MedioLineal 1.º orden

Lineal con exponencial

Resolver una lineal cuyo término independiente es exponencial.

MedioLineal 1.º orden

Lineal con tangente

Usar μ(x)=cos x en una ecuación lineal con función trigonométrica.

MedioLineal 1.º orden

Ley de enfriamiento de Newton

Modelar la temperatura de un objeto y determinar cuándo alcanza 30 °C.

MedioAplicación

Caída con resistencia del aire

Obtener v(t) cuando la resistencia del aire es proporcional a la velocidad.

Medio–altoAplicación física
Bloque G · Bernoulli · 33–35

Ecuación de Bernoulli con n=2

Linealizar una ecuación no lineal usando v=1/y.

Medio–altoBernoulli

Bernoulli con n=−1

Usar el cambio v=y² para transformar la ecuación en lineal.

Medio–altoBernoulli

Bernoulli con coeficiente 1/x

Linealizar y resolver una Bernoulli con coeficientes variables.

Medio–altoBernoulli
Bloque H · Orden superior · 36–42

Segundo orden: raíces reales distintas

Construir la ecuación característica y obtener dos soluciones exponenciales.

Medio–alto2.º orden

Segundo orden: raíz doble

Aprender la forma de la solución cuando la raíz característica está repetida.

Medio–alto2.º orden

Segundo orden: raíces complejas

Pasar de raíces complejas conjugadas a una solución real con seno y coseno.

Medio–alto2.º orden

Segundo orden con condiciones iniciales

Determinar las constantes de una solución de segundo orden a partir de dos datos.

Medio–alto2.º orden

Ecuación lineal de tercer orden

Factorizar una ecuación característica cúbica con tres raíces reales.

Alto3.er orden

Raíz triple

Construir la solución correspondiente a una raíz característica de multiplicidad tres.

Alto3.er orden

Ecuación lineal de cuarto orden

Resolver una ecuación de cuarto orden con raíces complejas dobles.

Alto4.º orden
Bloque I · Aplicaciones físicas · 43–45

Masa unida a un muelle

Aplicar la ley de Hooke y resolver el movimiento armónico de una masa-muelle.

AltoMovimiento armónico

Péndulo para pequeñas oscilaciones

Obtener θ(t) a partir de la aproximación de pequeñas oscilaciones.

AltoPéndulo

Circuito LC

Modelar la carga de un condensador en un circuito LC ideal.

AltoCircuito LC
Bloque J · No homogéneas · 46–50

Forzamiento constante

Separar solución homogénea y particular en una ecuación no homogénea.

AltoNo homogénea

Forzamiento polinómico

Proponer una particular polinómica mediante coeficientes indeterminados.

AltoCoef. indeterminados

Forzamiento sinusoidal

Buscar una solución particular trigonométrica para una fuerza senoidal.

AltoCoef. indeterminados

Oscilación forzada sin amortiguamiento

Resolver el movimiento de una masa-muelle sometida a F(t)=sin t.

AltoAplicación física

Variación de constantes

Cerrar la colección resolviendo y″=1 mediante variación de constantes.

AltoVariación de constantes

Los diez bloques de la superclase

Una progresión construida para ganar seguridad
A

Primer contacto

Ecuaciones 1–6. Integración directa, notación diferencial, separación de variables y condiciones iniciales.

Ver ecuaciones del bloque
B

Separables y modelos

Ecuaciones 7–15. Modelo exponencial, logística, soluciones implícitas y aplicaciones como radiactividad y vaciado.

Ver ecuaciones del bloque
C

Homogéneas

Ecuaciones 16–18. Cambio y=vx y ecuaciones homogéneas en forma de derivada y en forma diferencial.

Ver ecuaciones del bloque
E

Factores integrantes

Ecuaciones 25–26. Factores integrantes que convierten ecuaciones no exactas en exactas.

Ver ecuaciones del bloque
F

Lineales de primer orden

Ecuaciones 27–32. Factor integrante, enfriamiento de Newton y caída con resistencia del aire.

Ver ecuaciones del bloque
G

Bernoulli

Ecuaciones 33–35. Linealización de ecuaciones no lineales mediante cambios de variable.

Ver ecuaciones del bloque
H

Orden superior

Ecuaciones 36–42. Ecuación característica, raíces reales, repetidas, complejas y órdenes 3 y 4.

Ver ecuaciones del bloque
I

Aplicaciones físicas

Ecuaciones 43–45. Masa-muelle, péndulo para pequeñas oscilaciones y circuito LC.

Ver ecuaciones del bloque
J

No homogéneas

Ecuaciones 46–50. Coeficientes indeterminados, oscilación forzada y variación de constantes.

Ver ecuaciones del bloque

Fórmulas y estructuras esenciales

Referencia rápida para reconocer el método

Integración directa

\(y’=f(x)\quad\Longrightarrow\quad y=\int f(x)\,dx+C\)

Variables separables

\(y’=f(x)g(y)\quad\Longrightarrow\quad \frac{dy}{g(y)}=f(x)\,dx\)

Crecimiento / decrecimiento

\(y’=ky\quad\Longrightarrow\quad y=Ce^{kx}\)

Ecuación logística

\(y’=ky\left(1-\frac{y}{M}\right)\)

Homogéneas de primer orden

\(y’=F\!\left(\frac{y}{x}\right),\qquad y=vx,\quad y’=v+xv’\)

Ecuación exacta

\(M\,dx+N\,dy=0,\qquad M_y=N_x\)

Factor integrante para exactitud

\(\frac{M_y-N_x}{N}=f(x)\quad\Rightarrow\quad \mu(x)=e^{\int f(x)dx}\)

Lineal de primer orden

\(y’+P(x)y=Q(x),\qquad \mu=e^{\int P(x)dx}\)

Bernoulli

\(y’+P(x)y=Q(x)y^n,\qquad v=y^{1-n}\)

Segundo orden homogénea

\(ay»+by’+cy=0\quad\Longleftrightarrow\quad ar^2+br+c=0\)

Movimiento armónico simple

\(x»+\omega^2x=0\)

Circuito LC ideal

\(Lq»+\frac1Cq=0\)

No homogénea

\(y=y_h+y_p\)

Variación de parámetros

\(u_1’=-\frac{y_2g}{W},\qquad u_2’=\frac{y_1g}{W}\)

PDF con las 50 ecuaciones diferenciales resueltas

Consulta, imprime o descarga

El documento para trabajar junto al vídeo

El PDF reúne las 50 ecuaciones y aplicaciones en el mismo orden de la clase, con desarrollo matemático, resultados y enlaces a momentos concretos del vídeo. Puedes utilizarlo para estudiar, repasar o resolver cada ecuación antes de ver la explicación.

Consejo de estudio: intenta resolver cada ecuación antes de abrir la solución. Si te bloqueas, usa el tiempo enlazado del índice para ir exactamente al punto del vídeo donde empieza.

Cómo elegir el método adecuado

Una guía rápida antes de empezar a calcular
¿Se pueden separar x e y?Prueba primero con separación de variables.
¿Aparece y/x?Comprueba si es homogénea y usa y=vx.
¿Está como M dx + N dy = 0?Comprueba si M_y=N_x; si no, busca un factor integrante.
¿Es y′+P(x)y=Q(x)?Es lineal de primer orden: usa μ=e^{∫P dx}.
¿Aparece y^n?Si tiene forma de Bernoulli, usa v=y^{1−n}.
¿Es lineal y de orden 2 o superior?Si es homogénea y tiene coeficientes constantes, empieza por la ecuación característica.
¿Hay un término forzante?Busca y=y_h+y_p; prueba coeficientes indeterminados cuando proceda.
¿La particular no es evidente?La variación de constantes proporciona un método general para construirla.

Preguntas frecuentes

¿Desde qué nivel empieza la clase?

Empieza con derivadas e integrales inmediatas y está diseñada para avanzar poco a poco. No presupone que ya domines los métodos clásicos de ecuaciones diferenciales.

¿Qué tipos de ecuaciones diferenciales aparecen?

Variables separables, modelos exponenciales y logísticos, homogéneas de primer orden, exactas, factores integrantes, lineales de primer orden, Bernoulli, lineales de orden 2, 3 y 4, no homogéneas y variación de constantes.

¿Hay aplicaciones de física?

Sí. Se trabajan la ley de enfriamiento de Newton, caída con resistencia del aire, masa-muelle, péndulo para pequeñas oscilaciones, circuito LC y oscilación forzada sin amortiguamiento.

¿Puedo ir directamente a una ecuación concreta?

Sí. Los 50 tiempos de esta página enlazan directamente al instante exacto del vídeo en el que comienza cada ecuación.

¿Qué incluye el PDF?

El PDF contiene las 50 ecuaciones resueltas en el orden de la clase y está preparado para trabajar junto al vídeo, con navegación y enlaces a momentos clave.

¿Cuál es el último método de la colección?

La ecuación 50 se resuelve mediante variación de constantes, después de haber trabajado soluciones homogéneas, particulares y aplicaciones de segundo orden.

50 ecuaciones diferenciales resueltas paso a paso

Esta colección reúne ejercicios de ecuaciones diferenciales desde cero con una progresión que permite practicar los métodos fundamentales de primer orden y avanzar después hacia ecuaciones lineales de segundo orden y de orden superior. Encontrarás ecuaciones separables, ecuaciones homogéneas, ecuaciones exactas, factores integrantes, ecuaciones lineales de primer orden, ecuaciones de Bernoulli, problemas de valor inicial, ecuaciones características y ecuaciones no homogéneas.

La parte aplicada incluye modelos clásicos de física y ciencias: crecimiento y decrecimiento exponencial, desintegración radiactiva, vaciado de depósitos, ley de enfriamiento de Newton, caída con resistencia del aire, movimiento armónico simple, péndulo, circuito LC y oscilaciones forzadas. El vídeo y el PDF están conectados mediante enlaces temporales para que puedas pasar de cada ecuación a su explicación exacta.

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Las 50 ecuaciones están explicadas en vídeo y resueltas en PDF

Utiliza esta página como mapa completo de la colección. Puedes seguir la clase de principio a fin, abrir el PDF para trabajar por escrito o saltar directamente a cualquiera de las cincuenta ecuaciones.