Enunciado
Cálculo - Cálculo - 12ª Edição - Maurice D. Weir e Joel Hass (George B. Thomas)- Ed: 12º - Capítulo 9.4 - Ex. 4
- Identifique os valores de equilíbrio. Quais são estáveis e quais são instáveis?
- Construa a reta de fase. Identifique os sinais de y' e y".
- Esboce várias curvas integrais.
Passo 1
- Pra começar,
- Vamos calcular a derivada segunda:
- Para esboçar as curvas integrais, precisamos descobrir a integral.
Os valores de equilíbrio são onde a derivada é zero, ou seja, e
Veja que a derivada vai ser negativa em e positiva antes de e depois de
Então no intervalo de a função vai decrescer e se aproximar cada vez mais de 0.
Com isso, temos que é um valor estável e são valores instáveis da função.
Passo 2
Então, muda de sinal em , e
Então, montamos a reta de fases:
Passo 3
Como a derivada , vamos ter:
Usando a exponencial dos dois lados...
Vamos isolar o agora:
Aí a gente pode fazer:
Como C é constante, podemos colocar que , e aí ficamos com:
Sendo a família de integrais. Para esboçarmos as curvas integrais, é só marcarmos as retas de fase e alternamos o valor de na integral.
Usando alguns valores, como , temos as curvas integrais:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)