Para aplicar o método de Frobenius é necessário fazer primeiro a classificação dos pontos singulares da equação diferencial. Supondo que o dominio das equações diferenciais seja , classifique os pontos singulares, quando presentes, das equações diferenciais abaixo:
.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para classificar os pontos singulares da equação diferencial no domínio dos números reais. Isso faz parte do estudo das equações diferenciais ordinárias, especificamente quando queremos aplicar o método de Frobenius. Para isso, precisamos identificar onde a equação tem pontos singulares e determinar se eles são regulares ou irregulares.

Passo 2

Primeiro, vamos reescrever a equação diferencial de forma padrão para facilitar a análise. A forma geral de uma equação diferencial linear de segunda ordem é:
Vamos dividir toda a equação original por para chegar a essa forma:
Aqui, identificamos e .

Passo 3

Agora, precisamos identificar os pontos singulares. Um ponto é considerado singular se ou não forem analíticos em . No nosso caso, como e envolvem termos com e , o ponto singular ocorre onde o denominador é zero, ou seja, em .

Passo 4

Depois de identificar o ponto singular em , precisamos determinar se ele é um ponto singular regular ou irregular. Para isso, usamos os seguintes critérios:
  • Um ponto singular é regular se e são analíticos em .
  • Caso contrário, é irregular.

Passo 5

Aplicando esses critérios ao nosso ponto singular :
  • , que é analítico em .
  • , que também é analítico em .

Resposta

Portanto, a equação diferencial possui um ponto singular em , e esse ponto é um ponto singular regular.

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