Enunciado

Seja x   =   ϕ ( t ) a solução geral de x ' =   P ( t ) x   +   g ( t ) e seja x   =   v ( t ) uma solução particular do mesmo sistema. Considerando a diferença ϕ ( t )   –   v ( t ) , mostre que ϕ ( t )   =   u ( t )   +   v ( t ) , em que u ( t ) é a solução geral do sistema homogêneo x ' =   P ( t ) x .

Passo 1

Vamos lá, primeiro desde que ϕ t seja uma solução geral do sistema x ' = P t x + g t , nós temos que satisfazer:

ϕ ' t = P t ϕ t + g t

A mesma conclusão vale para, solução particular do sistema ou não homogenia:

v ' t = P t v t + g t

Passo 2

Caso nós substituirmos nestas equações e executarmos o seguinte:

ϕ ' t - v ' t

Temos que:

ϕ ' t - v ' t = P t ϕ t + g t - P t v t - g t

ϕ ' t - v ' t = P t ϕ t - P t v t

ϕ ' t - v ' t = P t ϕ t - v t

Consequentemente temo:

ϕ t - v t ' = P t ϕ t - v t

A partir disto podemos concluir que ϕ t - v t é a solução homogenia do sistema

Resposta

ϕ t - v t ' = P t ϕ t - v t

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