Question
2. Considere a equação linear y''-2y'+y=0 e responda os itens abaixo. (a) Mostre que y(x)=xe^x é uma solução para a equação acima. (b) Mostre que se y_(1) e y_(2) são soluções da EDO acima então y_(1)+y_(2) também é solução desta EDO. (c) Mostre que se y_(3) é solução da EDO acima ecin R então ccdot y_(3) também é solução da EDO acima.
Solution
4.3
(293 Votos)
Júlia Beatriz
Profissional · Tutor por 6 anos
Resposta
(a) Para mostrar que \( y(x) = xe^x \) é uma solução da equação diferencial
, precisamos calcular as derivadas de \( y(x) \) e substituí-las na equação.Primeira derivada:
Segunda derivada:
Substituindo em
:
Simplificando:
Portanto, \( y(x) = xe^x \) é uma solução da equação diferencial.(b) Se
e
são soluções da equação diferencial, então:
e
Queremos mostrar que
também é solução. Calculamos:
Isso se expande para:
Reagrupando:
Como
e
são soluções, temos:
Portanto,
é uma solução da equação diferencial.(c) Se
é uma solução da equação diferencial, então:
Queremos mostrar que
também é solução. Calculamos:
Isso se expande para:
Fatorando
:
Como
é solução, temos:
Portanto,
é uma solução da equação diferencial.