Question
Raduzindo Equacbes de Segunda Ordem para Primelra Ordem A reducto de ordem e uma tecnica poderosa en equaples differencias, particularmente util quando uma solucio de uma equaclo de segunda ordem segunda solucio linearmente independente. Dado que sin(x)=e^x uma solucio para equação diferencial y''-2y'+y=0. encontre uma segunda soluçlo linearmente independente usando o metodo de reduclo de ordem. y(x)=xe^2 B n(x)=e^2x C n(x)=x^2e^x D y(z)=ze^-1 y(x)=e^-x
Solution
4.3
(276 Votos)
André
Avançado · Tutor por 1 anos
Resposta
Para resolver a equação diferencial
usando o método de redução de ordem, primeiro precisamos encontrar uma solução particular para a equação homogênea associada
. Podemos fazer isso procurando uma solução da forma
.Substituindo
na equação homogênea, temos:
Simplificando, temos:
Resolvendo essa equação quadrática, encontramos
. Portanto, uma solução geral para a equação homogênea é
.Agora, precisamos encontrar uma solução particular para a equação não homogênea
. Podemos assumir que a solução geral da equação não homogênea seja uma soma da solução geral da equação homogênea e uma solução particular para a parte não homogênea.Assim, assumimos
.Substituindo na equação diferencial original, temos:
Simplificando, temos:
Agora, precisamos encontrar uma solução particular para essa equação. Podemos assumir que
seja da forma
, onde A e B são constantes a serem determinadas.Substituindo essa forma em nossa equação, temos:
Simplificando, temos:
Simplificando ainda mais, temos:
Comparando coeficientes, temos:
e
Portanto,
e
. Assim, uma solução particular para a equação é
.Portanto, uma solução geral para a equação diferencial é
.Comparando com as opções fornecidas, vemos que a resposta correta é a letra B:
.