Pergunta

1. (2 pontos) Sabe -se que y=c_(1)+c_(2)cosx+c_(3)senx é uma familia de soluçōes para y'''+y'=0 em IR. Encontre um membro desta familia que satisfaça as condições iniciais y(pi )=0,y'(pi )=2e y''(pi )=-1
Solução

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LorenzoAvançado · Tutor por 1 anos
Responder
Para encontrar um membro da família de soluções que satisfaça as condições iniciais dadas, podemos usar o método dos coeficientes indeterminados. Vamos encontrar os coeficientes c_1 , c_2 e c_3 que satisfazem as condições iniciais.
Dadas as condições iniciais:
y(\pi) = 0
y'(\pi) = 2e
y''(\pi) = -1
Primeiro, vamos calcular as derivadas de y :
y' = -c_2 \sin(x) + c_3 \cos(x)
y'' = -c_2 \cos(x) - c_3 \sin(x)
Agora, substituímos x = \pi nas equações acima:
y(\pi) = c_1 + c_2 \cos(\pi) + c_3 \sin(\pi) = c_1 - c_2 = 0
y'(\pi) = -c_2 \sin(\pi) + c_3 \cos(\pi) = -c_3 = 2e
y''(\pi) = -c_2 \cos(\pi) - c_3 \sin(\pi) = c_2 = -1
Resolvendo essas equações, obtemos:
c_1 - c_2 = 0
-c_3 = 2e
c_2 = -1
Portanto, c_2 = -1 e c_3 = -2e . Substituindo c_2 e c_3 na equação c_1 - c_2 = 0 , obtemos c_1 = 1 .
Assim, um membro da família de soluções que satisfaz as condições iniciais é:
y = 1 - \cos(x) - 2e \sin(x)
Dadas as condições iniciais:
y(\pi) = 0
y'(\pi) = 2e
y''(\pi) = -1
Primeiro, vamos calcular as derivadas de y :
y' = -c_2 \sin(x) + c_3 \cos(x)
y'' = -c_2 \cos(x) - c_3 \sin(x)
Agora, substituímos x = \pi nas equações acima:
y(\pi) = c_1 + c_2 \cos(\pi) + c_3 \sin(\pi) = c_1 - c_2 = 0
y'(\pi) = -c_2 \sin(\pi) + c_3 \cos(\pi) = -c_3 = 2e
y''(\pi) = -c_2 \cos(\pi) - c_3 \sin(\pi) = c_2 = -1
Resolvendo essas equações, obtemos:
c_1 - c_2 = 0
-c_3 = 2e
c_2 = -1
Portanto, c_2 = -1 e c_3 = -2e . Substituindo c_2 e c_3 na equação c_1 - c_2 = 0 , obtemos c_1 = 1 .
Assim, um membro da família de soluções que satisfaz as condições iniciais é:
y = 1 - \cos(x) - 2e \sin(x)
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