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I G1 de Equações Diferenciais - 2013.2 MAT 1154 Data: 13 de Setembro de 2013 Matrícula: ~q5G Turma:~--....."-L- _ IDuração: 1 hora 50 minutos I Valor somaQues. Nota (d'a l~ • Não é permitido usar calculadora. Mantenha o celular desligado. r) Cf _ • É proibido desgrampear a prova. Prova com folhas faltando terá no~ ç; • Ver ifiQ!!12, revise e confira cuidadosamente suas respostas. Instruções - leia atentamente • Escreva de forma clara, ordenada e legível. • O desenvolvimento de cada questão deve estar a seguir Resposta no lu- gar a ele destinado. Desenvolvimentos fora do lugar (p. ex. no meio dos enunciados, nas margens, etc) não serão corrigidos!!. Observação • Justifique cuidadosamente todas as respostas de forma completa, or- denada e coerente. justificar: Legitimar. Dar razão a. Provar a boa razão do seu procedimento. cuidado: Atenção, cautela, desvelo, zelo. cuidadoso: Quem tem ou denota cuidado. fonte: mini-Aurélio 1) Encontre a curva y(x) no plano que passa no ponto (1,1 +e) sabendo que: xy'(x) - 2x + y(x) - eX = O 2) Uma colônia de bactérias aumenta sua população a uma taxa proporcional quantidade de bactérias presente em cada instante de tempo,com população inicial n(O) = no segundo a equação diferencial: n'(t) = kn(t), k E IR a)Encontre a solução geral da equação diferencial. b) Se em 4 horas a população triplica, em quanto tempo ela será 27 vezes o valor inicial. 3) a)Determine o conjunto C dos valores de a E IRtais que a equação diferen- cial y//(t) + 4y(t) = sen(at) possui uma solução particular da forma yp(t) = Asen(at). b )Encontre a solução geral da equação diferencial do item anterior quando a ~ C. 4)Considere a equação diferencial y2senxdx + yf(x)dy = O. a)Determine todas as funções f(x) que tornam exata a equação diferencial. b)Encontre a solução geral g(x, y) = c da equação diferencial usando a f(x) achada no ítem a. -\) ~ (-\+ eJ ::-\ ÇJO'0-\"O (-\) -\.+ e) , ( -e"'=O~~ ()() - ~)( -4- '--b ")< \ X O "Á ~ - Qx + ~ - e ::: X 'f- ~ = ~")(-~+e ck v: ~ : (~)( - ~ + e )() M )(~ - (~)(-'-ó-+e~)~=o v; ~ + (-~")(+ ~ - e~) ~ = O (- ol'X+~-e"')~ + 'X~ =0 M()()~ :::: ~)( = - ci)")( -+ ~_ e 'X 1='I.~: N ('t)~) -= ~~ :: v: ~ t:~ 'J( :: -\ corro ~)<~ ~ ~~'X Q e.9va.((ão ~ e~CÀ i ,,\e~y-o.'rÓo \"\(')()~) S - ~ -« -I- ~ - e" ó.:>L '" - .a v. .I. ~---------------~~ )( -+~)( - e + ~(~) o..sS\rn <=õ(~) = c ~~C1ue ~~ àe. C<X"'I s+-cu-A-e é O ~+ <% c« z -::J.)< +~ e, I~'(x = S ')(- e y.\=y-::- :2..x+~-e.. F~ :: ')( \,Aeq,yo'rÔo e,"n-J ~ S '>( ~ '" )< ~ -I- q,(",) ~ ~ \}c:Ã ~ e r-e' \o..cc..à:'b "'- ~ - X ~ -+ 'X~ - -e)(" ::: C (-\) -\-1- e ) ~)o..) n(O)~'("'() "') (é:)::: V\. n(t:) d.n :::y\' \I- dt I~O" '"~K o-c 'fi ~ I n\ := ~t + c v V e e ~no V"o) ~~ Li \-oYO.5 Q FPU\CÃ.«Oo -\'\-1p\ICo. :; e.'<ti -« \--ora'5 ~ '+ \'\0 '(\ (LJ) ~ ?,.-o ( ,,(O) ::.\'O o \\0 =. e . c ~( e4\<.)::. .s-, (') ) y~ :: ~(:,) ~-= IJ..n(3) L( • •• -- .. À"- ::. - y À :: -f=4 ::: ~ :: : ~L ~--\ :: ~i ~.2. = - t2é :20 { ? o O ~~..2 lL ::---\ lõ~\ - , A· (fb (DLt:;; ') lt?'\ = - cJ...J. , A . r.Jht (aLé) - ()(:l.·A·~(ot-t) +ljA'~(oLt) = ~oGt -cLJ.·A+ 4A= A (Lf_oL;t) =-\ Y-oL~ tO oL ~ t 4-;..----.. 01.. :t ± e2 CO'("'('() "Ç'oo.en-o '-ler oc, fO qv a.\9 er "~\oy- d\~ere~-J-€ de ~ QJ - ~ ) f>0; 5 <se \-DS5e Uln desses o, ~h,)C(oo po.r+icu,~ ?pc es-+a.~ia ir' '- c.\uSo.. ro... ~~neQ.. . b) A = -\--Y_6L;l ~ ~ . J:l0n X d.\L -4- ~. *('x) ~ = o MC 'XJ~) -= ç x = ~:2. . ..J:J..\h)x \=';('-i:: ~~. ~ x Nc':(}I..'Õ) -= ç~:: ~. ~(x) F~)( = ua· -*\()() pay-o.. o, eqvOL(.Oo se \- -ex(Ã-\-~ Óe'-le'N"OS +e'r l=)c~::. <i)( ~' ~) ()() = ~. ~ X ç +' ()() :o ~ ~ \( {(')() = S ~~ 'K' ~ Cf(,() = -~.o.9':Y><)+ C 2 ~ '~)(: ~ ..J- C-c2 <:.e::>x . ~ ) ~ c, " \=)(::~ol·~X F'I<~ ~ ~.~X \=~ -:: - ~x,~ 1=~')(:: ~ ~ x: D \Y')-\ e~Y'Q.~ CO~ ~')(~ "!. l=lb "X o, e quOJ"iGo é exCÃ.+o., s ~ J • ~x ~ = _ ~.2. ceox .j. <=!> (~ d.eyhJO-~ e'<"n 're\~oo o, ~ e, '<i>ua.\QY'Óo o.... ('X,I~) - ~. ~ -I- ~I(~) -= - 4' Ç&:5~ -+ Cy 0,5 ~('1l) :::O ,000'SSim cn(><.J =3) e·~x~~ C.O'0~eY\~ "Ç ')( -=. ~ J. . ~ "I- 'Ç~:; - ~')(.~ \0~"-Cõ'("o..~ ~(1<)'1;) e'<n e\~Oo o-.~ s- ~-,t"3~ ,,-~.,,: .~l+ 00(") ~----- -' ~ o.e'("\,,(Ã~ e e\~OO o. -,t e ''IluC\. % ()() -=-0 00 ('t.) =- G (~l.CID)( ~o)
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