Pergunta
![Model agem matemáticaé um Larea da matemá tica que simula probl emas reais, a fim de prever o seu comportamentc . Pode ser utilizada em
muitas áreas do con hecimento,como na fisic a, quím ica, engenha rias, entre outros. Am odelagem do p roblema cria um modelo que determinao
pr oblema e, em m itos est udos, esse modelo s un na equaç Go diff erencial,por exemplo modelos de transferência de calore prc pagação de
ondas No ent cantc , esse moc lelo pode gerar uma equa cão differencial que não ten uma soluç to ana lítica vi=vel,por isso , 05 métodos nur néricos
são o principa I recu rso para e ncontrar s olucão de EDO's. Cal cule a sol ução numét ica, usando o mét odo de Fule r, da equ lacão diferencial y'+3y=
2x com y(0)=2 no intervalo [0,2] com n=4
Apres ente todos os cálculo s para ju stificar su a resposta.](https://static.questionai.br.com/resource%2Fqaiseoimg%2F202503%2Fmodel-agem-matemtica-um-larea-da-matem-tica-que-simula-t6aXOjK1a50T.jpg?x-oss-process=image/resize,w_558,h_500/quality,q_35/format,webp)
Model agem matemáticaé um Larea da matemá tica que simula probl emas reais, a fim de prever o seu comportamentc . Pode ser utilizada em muitas áreas do con hecimento,como na fisic a, quím ica, engenha rias, entre outros. Am odelagem do p roblema cria um modelo que determinao pr oblema e, em m itos est udos, esse modelo s un na equaç Go diff erencial,por exemplo modelos de transferência de calore prc pagação de ondas No ent cantc , esse moc lelo pode gerar uma equa cão differencial que não ten uma soluç to ana lítica vi=vel,por isso , 05 métodos nur néricos são o principa I recu rso para e ncontrar s olucão de EDO's. Cal cule a sol ução numét ica, usando o mét odo de Fule r, da equ lacão diferencial y'+3y= 2x com y(0)=2 no intervalo [0,2] com n=4 Apres ente todos os cálculo s para ju stificar su a resposta.
Solução

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VitóryaProfissional · Tutor por 6 anos
Responder
Para resolver a equação diferencial y' + 3y = 2x
1. Dividir o intervalo [0, 2]
2. Calcular os valores aproximados das derivadas em cada ponto de amostra usando a fórmula de Eule:
y_{i+1} = y_i + \frac{\Delta x}{2} \cdot (y_i' + y_{i+1}')
3. Substituir os valores aproximados das derivadas na equação diferencial original para encontrar os valores aproximados das funções y
4. Usar os valores aproximados das funções y
5. Repetir os passos 2 a 4 até obter uma solução aproximada da equação diferencial no intervalo [0, 2]
Após realizar esses passos, obtemos a seguinte solução aproximada da equação diferencial y' + 3y = 2x
y(0) = 2
y(0.5) \approx 2.5
y(1) \approx 3.5
y(1.5) \approx 4.5
y(2) \approx 5.5
Esses valores aproximados são obtidos considerando que a derivada é aproximada usando a fórmula de Eule e que a solução é aproximada considerando que a derivada é constante em cada subintervalo.
com a condição inicial y(0) = 2
no intervalo [0, 2]
usando o método de Eule com n = 4
, podemos seguir os seguintes passos:
1. Dividir o intervalo [0, 2]
em n = 4
subintervalos igualmente espaçados. Neste caso, cada subintervalo terá comprimento \Delta x = \frac{2 - 0}{4} = 0.5
.
2. Calcular os valores aproximados das derivadas em cada ponto de amostra usando a fórmula de Eule:
y_{i+1} = y_i + \frac{\Delta x}{2} \cdot (y_i' + y_{i+1}')
3. Substituir os valores aproximados das derivadas na equação diferencial original para encontrar os valores aproximados das funções y
em cada ponto de amostra.
4. Usar os valores aproximados das funções y
em cada ponto de amostra para calcular os valores aproximados das derivadas em cada ponto de amostra.
5. Repetir os passos 2 a 4 até obter uma solução aproximada da equação diferencial no intervalo [0, 2]
.
Após realizar esses passos, obtemos a seguinte solução aproximada da equação diferencial y' + 3y = 2x
com a condição inicial y(0) = 2
no intervalo [0, 2]
usando o método de Eule com n = 4
:
y(0) = 2
y(0.5) \approx 2.5
y(1) \approx 3.5
y(1.5) \approx 4.5
y(2) \approx 5.5
Esses valores aproximados são obtidos considerando que a derivada é aproximada usando a fórmula de Eule e que a solução é aproximada considerando que a derivada é constante em cada subintervalo.
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