Enunciado

Resolva as equações de Bernoulli nos Exercícios 29-32:

y ' - y = x y 2

Passo 1

Podemos reescrever a equação da seguinte forma:

d y d x - y = - x y 2

Passo 2

Percebemos que a equação acima é do tipo de Bernoulli. Disso, podemos escrever a equação de forma linear, fazendo a seguinte substituição:

u = y 1 - n

Onde n seria a ordem da EDO de Bernoulli. No caso da questão n = 2 . Assim:

u = y 1 - 2 = y - 1

u = y - 1   e que analogamente y = u - 1

Derivando ambos os lados por d d x teremos assim:

d u d x = - y - 2 d y d x   e d y d x = - u - 2 d u d x  

Substituindo na EDO original teremos:

- u - 2 d u d x - u - 1 = - x ⋅ u - 2

ou

d u d x + u = - x ⇒ d u d x + u = - x

d u d x + u = - x

Temos aqui uma equação Linear, do tipo:

d u d x + P x u = f

Passo 3

Temos aqui uma EDO linear dada por:

d u d x + u = 1

Para resolver essa questão temos que calcular primeiro o fator integrante v dado por:

v x = e ∫ P ( x ) d x

e depois aplicar isso à seguinte expressão:

u x = 1 v x ∫ f ⋅ v x d t + c

Onde:

P x = 1

f = - x

Passo 4

Calculando o fator integrante temos:

v x = e ∫ d x = e x

Passo 5

substituindo o fator integrante na solução da EDO, temos:

u x = 1 e x ∫ - x ⋅ e x d x

u x = - 1 e x x e x + e x + c ⇒ u x = x + 1 + e - x c

Contudo, ainda temos que achar o valor de y . Assim:

y = - x + 1 + e - x c - 1

ou

y = - 1 x + 1 + e - x c

Resposta

Logo o resultado será:

y = - 1 x + 1 + e - x c

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Ache a solução geral.b) d x d t - x = 2 t + 1
Ache a solução geral.o)2 d x d t + x = t
Ache a solução geral.q) d T d t = 3 T + 2
Ache a solução geral.n)3 d y d x + 2 y = 1