Hola primero demuestra en donde

es continuamente diferenciable bueno yo creo que
![F(t,y)\in{C[J x D,\mathbb{R}^n]}](/foros/Sources/latexrender/pictures/59b2978a7def7924d1c9906fb304b516.png)
con D un subconjunto abierto y conexo de

y
![J= [-a,a]](/foros/Sources/latexrender/pictures/590422e4973621c5cc5d75c641a2a99f.png)
donde

y

con lo cual tienes que cumple con lo propuesto por el teorema de existencia y unicidad. Tambien puedes ver si se puede extender la solución a

usa el teorema de prolongación de soluciones.
Saludos .