Encontre as trajetórias ortogonais da família de curvas.

y = k * e^(-x)

Passo 1

O problema pede para achar as trajetórias ortogonais as curvas dadas. Para isso, o prosseguimento é o seguinte:

Primeiro achamos a inclinação das tangentes tomando as derivadas:

m = y '

Como queremos a trajetórias ortogonais, a inclinação das curvas que procuramos é dada por

m ' = - 1 m

Neste caso, temos

y = k e - x

Portanto,

y ' = - k e - x = - y

Portanto,

m = - y

Passo 2

Desta forma, a inclinação das trajetórias ortogonais serão

m ' = 1 y

Para achar as curvas y = y ( x ) , basta fazer

d y d x = m ' = 1 y

Assim,

y   d y = d x

Integrando dos dois lados obtemos a equação para as trajetórias ortogonais:

y 2 2 = x + C

Na figura a seguir esboçamos algumas dessas curvas para diferentes valores de C :

Resposta

y 2 2 = x + C

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