En este ejercicio nos indican que usemos dx/dy, lo que interpreto que usan a y como variable independiente y a x como dependiente. Si se me permite, para no confundir "a quien está aprendiendo", usaré la forma tradicional de notación: x=variable independiente; y=dependiente, por lo que "invertiré las letras x y y" antes de desarrollar el ejercicio.
(2x+1)dy = (2x^3y^2 + y^2x^2-2y)dx; Obviamente al finalizar el mismo deberán invertirse las letras nuevamente para que quede la respuesta acorde a lo que ha solicitado el docente.
Es una ED no lineal (variable dependiente elevado a una potencia (n) diferente de 1), y puede resolverse mediante Bernoulli, que consiste en transformarla en lineal mediante un cambio de variable: u= y^(1-n), donde y es la variable dependiente y n en este caso vale 2:
u=y^(1-2); u=y^(-1); y=u^(-1); dy=-u^(-2) * du. reemplazo:
(2x+1)*[-u^(-2)]*du = [2x^3*u^(-2 )+ u^(-2)*x^2-2u^(-1)]dx;; paso [-u^(-2)] a la izquierda:
(2x+1)*du = (-2x^3 - x^2+2u)dx;; (2x+1)*(du/dx) = -2x^3 - x^2+2u;;
Hago la división de ambos miembros por (2x+1) y queda:
du/dx = (-x^2) + u*[2/(2x+1)],
du/dx - u*[2/(2x+1)] = (-x^2), que ahora sí es una ED lineal de 1° grado. Busco µ:
µ= e^(∫{-2/(2x+1)]*dx}; o: µ= e^(-2*∫{1/(2x+1)]*dx}; CDV: p=2x+1; dp=2dx; dx=dp/2; reemplazo: µ= e^(-∫{1/p]*dp}; Integro: µ= e^-lnp; µ= 1/p; o: µ= 1/(2x+1).
Sigo con la ED lineal: µu = ∫ [-2/(2x+1)]*µ*dx; µu = -2∫ dx/(2x+1)^2;
(2x+1)*u = -∫ dp/p^2; (2x+1)*u = (1/p)+C; devuelvo variable: (2x+1)*u = (1/2x+1)+C;
u= [1/(2x+1)^2] + C/(2x+1); pero debemos ponerla en función de y, no de u:
1/y = [1/(2x+1)^2] + C/(2x+1); o: y = {[1/(2x+1)^2] + C/(2x+1)}^(-1); o:
y = [1 + C(2x+1)] / (2x+1)^2]^(-1); o, finalmente: y = (2x+1)^2 / [1+C(2x+1)].
Para dejarlo con x dependiente e y independiente:
x = (2y+1)^2 / [1+C(2y+1)].