Determine a solução geral das seguintes equações:
27a)
27a)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para encontrar a solução geral da equação diferencial
. Isso está dentro do estudo de equações diferenciais lineares não homogêneas, onde a gente precisa encontrar a solução da equação homogênea associada e uma solução particular da equação completa. Para resolver isso, vamos precisar entender como resolver a parte homogênea e, depois, encontrar uma solução específica que satisfaz a equação completa.
Passo 2
Primeiro, vamos resolver a equação homogênea associada:
. Para isso, usamos a equação característica, que é uma equação polinomial obtida substituindo
na equação diferencial. Substituindo, temos:
Agora, vamos resolver essa equação quadrática para encontrar os valores de
:
Como temos uma raiz dupla
, a solução geral da equação homogênea é:
onde
e
são constantes arbitrárias.
Passo 3
Agora, precisamos encontrar uma solução particular
da equação completa
. Observando o lado direito, vemos que ele é
, que já aparece na solução homogênea multiplicada por
. Por causa disso, vamos usar o método de coeficientes a determinar adaptado para esse caso.
Vamos supor que a solução particular tenha a forma:
onde
e
são funções a serem determinadas. Calculando as derivadas:
Substituindo
,
e
na equação original e simplificando, igualamos os coeficientes dos termos semelhantes para encontrar
e
:
Após simplificar, encontramos que:
Então, a solução particular é:
Passo 4
Finalmente, a solução geral da equação diferencial é a soma da solução homogênea e da solução particular:
Resposta
A solução geral da equação diferencial é:
onde
e
são constantes arbitrárias.
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Determine a solução geral das equações:
22a)
22a)
Equação diferencial de Bernoulli. É uma equação diferencial não linear de 1ª ordem da forma
onde
é uma constante real diferente de 0 e 1 . Se
, (B) é uma equação linear homogênea. Observe que
é sempre uma solução de (B). Para achar outras soluções, mostre que a mudança
transforma (B) na equação linear
Use esse método para resolver as seguintes equações:
9a)
9a)
Em todos os pontos de uma curva
tem-se que
. Obtenha a equação da curva, se esta passa pelo ponto
e a reta tangente nesse ponto é perpendicular à reta
Calcule as seguintes integrais.
(a)
(a)