Enunciado

Quando R x = - 1 , a equação de Ricatti pode ser escrita como y ' + y 2 - Q x y - P x = 0 . Mostre que a substituição y = w ' w conduz à equação linear de segunda ordem w ' ' - Q x w ' - P w w = 0 (Quando Q e P são também constantes, não é difícil resolver equações deste tipo.)

Passo 1

Então pessoal, a equação de Ricatti que nos foi dada é a seguinte:

y ' + y 2 - Q x y - P x = 0

E a questão quer que mostremos que quando utilizamos a substituição y = w ' w , isso nos leva a:

w ' ' - Q x w ' - P w w = 0

Então bora que bora!

Passo 2

Da substituição que nos foi dada:

y = w ' w

Tiramos que:

d y d x = w ' ' . w - w ' . w ' w 2

Aqui vale ressaltar que utilizarmos a regra do quociente, ok? Simplificando, teremos:

d y d x = w ' ' . w - w ' 2 w 2

Show!

Passo 3

Agora que encontramos y ' , vamos substituir na equação de Ricatti, saca só:

y ' + y 2 - Q x y - P x = 0

w ' ' . w - w ' 2 w 2 + w ' w 2 - Q x . w ' w - P x = 0

w ' ' . w - w ' 2 + w ' 2 w 2 - Q x . w ' w - P x = 0

w ' ' w - Q x . w ' w - P x = 0

Multiplicando tudo por w :

w ' ' - Q x w ' - P x w = 0

Que é exatamente a expressão que queríamos encontrar! 😉

Resposta

Demonstração!

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Sem resolver, classifique cada uma das seguintes equações como: separável, homogênea, exata, linear, Bernoulii, Ricatti ou Clairaut.m) d y d x = x y + y x + 1 n) y x 2 d y d x + e 2 x 3 + y 2 = 0 o) y
Resolva - x y^' + y = (y^' + 1)^2 sujeito a y (0) = 0 .