Exercícios Resolvidos de Dependência Linear e Wronskiano

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Enunciado

Dado um conjunto de funções { f 1 , f 2 , . . . , f n } , chamamos de Wronskiano o determinante de ordem n , formado pelas funções na primeira linha, pelas primeiras derivadas dessas funções na segunda linha, e assim por diante, até a ( n   - 1 ) é s i m a derivadas das funções na n-ésima linha.

W f 1 , f 2   , … , f n = f 1 f 2 ⋯ f n f ´ 1 f ´ 2 … f ´ n ⋮ ⋮   ⋮ f 1 n - 1 f 2 n - 1 … f n n - 1

Sejam as funções: f ( x ) =   e 2 x ; g ( x ) = s e n x e h ( x ) =   x 2 + 3 ⋅ x + 1

Determine o Wronskiano W ( f , g , h ) em   x =   0 .

( )   7

( ) - 1  

( ) - 2

( ) 2

( ) 1  

Passo 1

Eita enunciado complicado hein?! Mas calma que só parece...

Vamos lá. A questão quer a gente calcule esse determinante chamado Wronskiano.

Bom, primeiro, como temos três funções, que são:

f ( x ) =   e 2 x     ;     g ( x ) = s e n x           e             h ( x ) =   x 2 + 3 ⋅ x + 1  

Precisaremos ver como as funções ficarão ao serem derivadas até a segunda derivada.

f x = e 2 x → f ' x = 2 e 2 x → f ' ' x = 4 e 2 x

g x = sen ⁡ x → g ' x = cos ⁡ x → g ' ' x = - sen ⁡ x  

h x =   x 2 + 3 x + 1 → h ' x = 2 x + 3 → h ' ' x = 2

Passo 2

Agora a gente vai jogar isso tudo na matriz, de acordo com a do enunciado:

W ( f , g   , h )   = f g h f ' g ' h ' f ' ' g ' ' h ' '

W ( f , g   , h )   = e 2 x sen ⁡ x x 2 + 3 x + 1 2 e 2 x   cos ⁡ x 2 x + 3 4 e 2 x - sen ⁡ x 2

Como a questão pediu no ponto em que x = 0 , vamos substituir e ficar com:

W f , g   , h = 1 0 1 2   1 3 4 0 2

(Obs: sen ⁡ 0 = 0   e cos ⁡ 0 = 1 )

Bom, calculando esse determinante teremos:

W f , g   , h = 1.1 . 2 + 0.3 . 4 + 1.2 . 0 - 4.1 . 1 - 0.3 . 1 - 2.2 . 0

W f , g   , h = 2 - 4

W f , g   , h = - 2

Prontinho! 😊

Resposta

W f , g   , h = - 2