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)ey_(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
4.4
(307 Votos)
Alexandre
Veterano · Tutor por 9 anos
Resposta
(a) Para mostrar que
é uma solução para a equação diferencial
, precisamos substituir
e suas derivadas em sua expressão e verificar se a equação é satisfeita.Substituindo
na equação diferencial, temos:
Substituindo essas derivadas na equação diferencial, temos:
Simplificando a expressão, temos:
Portanto,
é uma solução para a equação diferencial
.(b) Para mostrar que se
e
são soluções da EDO acima, então
também é solução desta EDO, precisamos substituir
na equação diferencial e verificar se a equação é satisfeita.Se
e
são soluções da EDO, temos:
Somando essas duas equações, temos:
Agora, substituindo
na equação diferencial, temos:
Simplificando a expressão, temos:
Como
e
são soluções da EDO, temos:
Portanto, a equação diferencial é satisfeita para
.(c) Para mostrar que se
é solução da EDO acima para
então
também é solução da EDO acima, precisamos substituir
na equação diferencial e verificar se a equação é satisfeita.Se
é solução da EDO, temos:
Multiplicando essa equação por
, temos:
Agora, substituindo
na equação diferencial, temos:
Simplificando a expressão, temos:
Como
é solução da EDO, temos:
Portanto, a equação diferencial é satisfeita para
.Portanto, se
é solução da EDO acima para
então
também é solução da EDO acima.