3) Considere a forma diferencial u(x, y) * P(x, y) dx + u(x, y) * Q(x, y) dy ,onde P, Q e u são supostas de classe C1 no aberto Ω ⊂ ℝ2. Prove que umacondição necessária para que a forma diferencial seja exata em Ω é que

∂u/∂y * P - ∂u/∂x * Q = u * (∂Q/∂x - ∂P/∂y)

Passo 1

Bem para um campo ser conservativo precisa que duas coisas aconteçam

∇ ϕ = F

∇ × F = 0

Ou seja existe uma função potencial primitiva para F. E que a função F é independente de caminho, logo seu rotacional é nulo.

Vamos provar então que essa função é conservativa

∇ × F = 0

x → y → z → d d x d d y d d z P Q R

Vamos calcular esse determinante

Passo 2

x → y → z → d d x d d y d d z u P u Q 0

Isso nos da que

x → = 0

y → = 0

z → = d d x u Q -   d d y u P  

Agora para que seja conservativo z → tem que ser 0 logo

d d x u Q =   d d y u P  

Vamos aplicar a regra da cadeia.

Q d d x u + u d d x Q   = d d y u + d d y P

Reordenando temos que

∂ u ∂ y P - ∂ u ∂ x Q = u ∂ Q ∂ x - ∂ P ∂ y

Terminamos por aqui. Te vejo na próxima resolução

: )

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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dy/dx + (2 * y^2 + 6xy - 4) / (3 * x^2 + 4xy + 3 * y^2) = 0
(2 * (x / y) - (y / (x^2 + y^2))) + ((x / (x^2 + y^2)) - (x^2 / y^2)) * (dy / dx) = 0
(x + y) + (x + 2y) * (dy/dx) = 0, y(2) = 3
(x^2 y + x y - y) + (x^2 y - 2 x^2) (d y)/(d x) = 0
dy/dx = - (2xy + 1) / (x^2 + 2y)