Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 2 - 5ª Edição - James Stewart- Ed: 5º - Capítulo 17.2 - Ex. 19
Resolva a equação diferencial usando coeficientes a serem determinados e variação dos parâmetros.
19-
Passo 1
- A equação particular para terá a seguinte forma para uma equação do primeiro grau:
- Utilizando a solução da equação homogênea vamos chamar e . Então temos que resolver a equação particular que tem cara de:
Dessa forma vamos resolver a equação homogênea ao resolver a EDO abaixo:
Cuja equação auxiliar será:
Logo a equação homogênea como raízes complexas será igual a:
Passo 2
Como a solução tem a cara vamos simplesmente derivar duas vezes e comparar com o que foi nos fornecido no enunciado:
Isso nos dá uma primeira derivada igual a:
E uma segunda derivada igual a:
Substituindo esses resultados na equação dada no enunciado temos:
Isso corta as parcelas trigonométricas e nos deixa com:
Isso dá e , logo a solução fica:
Passo 3
O sistema que temos que resolver é:
Substituindo e suas derivadas temos:
Podemos escrever a primeira equação como:
Substituindo o valor de
Isso nos dá:
Passo 2
Fazendo a integral em dessas duas equações nós encontramos:
Então a equação particular será:
Então a equação de solução é: