Enunciado

58. Encontre os valores de λ para os quais y = e λ x satisfaz a equação y + y ' = y ' ' .

Passo 1

Fala aí, tudo certinho com você?

Bom a questão deu pra gente a função

y = e λ x

E pede pra gente dizer para quais valores de λ essa função satisfaz a equação:

y + y ' = y ' '

A ideia para resolver essa questão, vamos descobrir quanto vale y ' ' e y ' e substituir na equação.

Assim, os valores de λ poderão ser calculados.

Vem comigo que te mostro como fazer tudo isso.

Passo 2

Nessa questão a gente precisa achar os valores de λ para que a igualdade seja verdadeira, então vamos descobrir quanto vale y ' ' e y ' para substituir na equação:

y ' = d d x e λ x  

Pela regra da cadeia:

y ' = e λ x ⋅ d d x λ x

y ' = λ e r x

Beleza, agora vamos derivar mais uma vez para descobrirmos o valor de y ' '

y ' ' = d d x λ e λ x

Novamente, utilizando a regra da cadeia

y ' ' = λ e r x ⋅ d d x λ x

y ' ' = λ 2 e λ x

Já temos tudo que precisávamos.

Passo 3

Agora é só substituir na equação do enunciado:

y + y ' = y ' '

e λ x + λ e λ x = λ 2 e λ x

Isolando e r x :

e λ x + λ e λ x - λ 2 e λ x = 0

- λ 2 + λ + 1 e λ x = 0

Então para essa igualdade ser verdadeira:

- λ 2 + λ + 1 = 0

Resolvendo a equação do segudo grau vamos obter que

λ = 1 ± 5 2

Show! Esse é o valor de λ que estávamos procurando.

Resposta

λ = 1 ± 5 2

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Encontre a fórmula para f n x .37. f x = 1 / 3 x 3
59-61 A função g é uma função duas vezes diferenciável. Encontre f’’ em termos de g, g’ e g’’.60. f x = g x x
(a) Compute algumas das primeiras derivadas da função f ( x ) = 1 / ( x 2 + x ) até ver que os cálculos ficam algebricamente intratáveis(b) Use a identidade 1 x x + 1 = 1 x - 1 x + 1 para computar as
59-61 A função g é uma função duas vezes diferenciável. Encontre f’’ em termos de g, g’ e g’’.59. f x = x g x 2 .
56. Encontre as constantes A , B e C tal que a função y = A x 2 + B x + C satisfaça a equação diferencial y ' ' + y ' - 2 y = x 2 .