Given,
d y d x = y x ( 4 y 2 + 2 x 2 ) ( 3 y 2 + x 2 ) \dfrac{dy}{dx} = \dfrac{y}{x}\dfrac{\left(4{y}^{2} + 2{x}^{2}\right)}{\left(3{y}^{2} + {x}^{2}\right)} d x d y = x y ( 3 y 2 + x 2 ) ( 4 y 2 + 2 x 2 )
Let y = v x y = vx y = vx
⇒ d y d x = v + x d v d x ⇒ \dfrac{dy}{dx} = v + x\dfrac{dv}{dx} ⇒ d x d y = v + x d x d v
So, d y d x = y x ( 4 y 2 + 2 x 2 ) ( 3 y 2 + x 2 ) \dfrac{dy}{dx} = \dfrac{y}{x}\dfrac{\left(4{y}^{2} + 2{x}^{2}\right)}{\left(3{y}^{2} + {x}^{2}\right)} d x d y = x y ( 3 y 2 + x 2 ) ( 4 y 2 + 2 x 2 )
⇒ v + x d v d x = v ( 4 v 2 + 2 ) ( 3 v 2 + 1 ) ⇒ v + x\dfrac{dv}{dx} = \dfrac{v\left(4{v}^{2} + 2\right)}{\left(3{v}^{2} + 1\right)} ⇒ v + x d x d v = ( 3 v 2 + 1 ) v ( 4 v 2 + 2 )
⇒ x d v d x = v ( ( 4 v 2 + 2 − 3 v 2 − 1 ) 3 v 2 + 1 ) ⇒ x\dfrac{dv}{dx} = v\left(\dfrac{\left(4{v}^{2} + 2 - 3{v}^{2} - 1\right)}{3{v}^{2} + 1}\right) ⇒ x d x d v = v ( 3 v 2 + 1 ( 4 v 2 + 2 − 3 v 2 − 1 ) )
⇒ ∫ ( 3 v 2 + 1 ) d v v 3 + v = ∫ d x x ⇒ ∫ \left(3{v}^{2} + 1\right)\dfrac{dv}{{v}^{3} + v} = ∫ \dfrac{dx}{x} ⇒ ∫ ( 3 v 2 + 1 ) v 3 + v d v = ∫ x d x
⇒ ln ∣ v 3 + v ∣ = ln x + c ⇒ \ln \left|{v}^{3} + v\right| = \ln x + c ⇒ ln v 3 + v = ln x + c
⇒ ln ∣ ( y x ) 3 + ( y x ) ∣ = ln x + c ⇒ \ln \left|{\left(\dfrac{y}{x}\right)}^{3} + \left(\dfrac{y}{x}\right)\right| = \ln x + c ⇒ ln ( x y ) 3 + ( x y ) = ln x + c
Given, y ( 1 ) = 1 y\left(1\right) = 1 y ( 1 ) = 1
⇒ c = ln 2 ⇒ c = \ln 2 ⇒ c = ln 2
So the equation becomes ln ∣ ( y x ) 3 + ( y x ) ∣ = ln x + ln 2 \ln \left|{\left(\dfrac{y}{x}\right)}^{3} + \left(\dfrac{y}{x}\right)\right| = \ln x + \ln 2 ln ( x y ) 3 + ( x y ) = ln x + ln 2
Now for y ( 2 ) y\left(2\right) y ( 2 )
So putting x = 2 x = 2 x = 2 in ln ∣ ( y x ) 3 + ( y x ) ∣ = ln x + ln 2 \ln \left|{\left(\dfrac{y}{x}\right)}^{3} + \left(\dfrac{y}{x}\right)\right| = \ln x + \ln 2 ln ( x y ) 3 + ( x y ) = ln x + ln 2
We get, ln ( y 3 8 + y 2 ) = 2 ln 2 ⇒ y 3 8 + y 2 = 4 \ln \left(\dfrac{{y}^{3}}{8} + \dfrac{y}{2}\right) = 2\ln 2 ⇒ \dfrac{{y}^{3}}{8} + \dfrac{y}{2} = 4 ln ( 8 y 3 + 2 y ) = 2 ln 2 ⇒ 8 y 3 + 2 y = 4
⇒ [ y ( 2 ) ] = 2 ⇒ \left[y\left(2\right)\right] = 2 ⇒ [ y ( 2 ) ] = 2
So, y ( 2 ) ∈ [ 2 , 3 ) y\left(2\right) \in [ 2, 3 ) y ( 2 ) ∈ [ 2 , 3 )
So on comparing with y ( 2 ) ∈ [ n − 1 , n ) y\left(2\right) \in [ n - 1, n ) y ( 2 ) ∈ [ n − 1 , n )
⇒ n = 3 ⇒ n = 3 ⇒ n = 3