Enunciado
Cálculo - Boyce - Equações Diferenciais - Ed: 10º - Capítulo 5.4 - Ex. 46
Em cada um dos problemas de 44 a 49, use os resultados do Problema 43 para determinar se o ponto no infinito é um ponto ordinário, singular regular ou singular irregular da equação diferencial dada.
46.
Passo 1
Fala galera!!
Queremos determinar se o ponto no infinito é um ponto singular ordinário, singular regular ou singular irregular da equação diferencial
Passo 2
Para resolver essa questão, primeiro, precisamos substituir na equação diferencial. Pela solução do exercício 43, sabemos que a equação diferencial substituída está na forma:
Onde
Pela equação diferencial fornecida. Temos que , e . Assim temos:
Passo 3
Para que seja um ponto comum, e devem ser contínuos e ter expansões da série Taylor sobre :
Assim, temos que não é continuo no ponto . Portanto, ou não é um ponto ordinário porque o termo não é finito.
Passo 4
Para que seja um ponto singular regular, e devem ter expansões de Taylor sobre . Isso significa que eles devem atingir um limite finito quando . Assim temos
Como o limite é finito, é um ponto singular regular. Portanto, é um ponto singular regular.
Resposta
Não é um ponto ordinário.
É um ponto singular regular.