UFSC – Cálculo 1 – Lista 2.7 – Questão P6
Uma equação em que a incógnita é uma função é chamada de . Quando há derivadas nessa equação, chamamos de . Assim como para equações tradicionais, uma função é uma solução da equação se, ao ser substituída no lugar da incógnita torna a igualdade verdadeira (igualdade do ponto de vista de funções, válida para todo valor de x). Mostre que é uma solução da equação .
Passo 1
Oi, tudo bem? O problema deu essa equação
E pediu para mostrar que é solução dessa equação!
mas calma aí! Uma função ser solução de uma equação diferencial quando substituímos a própria função e sua derivada na equação diferencial e encontramos uma igualdade matemática!
Isso significa que, substituindo tudo, vamos ter
Ou alguma expressão matematicamente válida (por exemplo )!
O que não podemos encontrar é por exemplo! (ctes diferentes!)
Então a ideia é derivar a função dada e substituir ela e sua derivada na equação diferencial! Como o problema pediu para mostrar que é solução, então precisamos encontrar uma sentença matematicamente válida, ok? Caso isso não ocorra, dá uma revisada nos seus cálculos!
Tranquilo?
Relaxa que vou fazer passo a passo com você!
Passo 2
A função que precisa ser derivada é
Aqui é só aplicar a derivada de polinômio, como estamos habituados a fazer:
Passo 3
Agora precisamos substituir e na equação diferencial:
Do passo anterior e então temos:
Fazendo as multiplicações:
Oba! Encontramos uma sentença matematicamente válida!
Concluímos, portanto, que é solução da equação diferencial
Espero ter ajudado! Até a próxima!
Resposta
é solução da equação diferencial (demonstração)