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PROVA DE EQUAÇÕES DIFERENCIAIS ORDINÁRIAS (EDO) 1a Questão Verifique se a função y = cos2x − 3sen2x é solução para a equação diferencial y´´ + 4y = 0 Gabarito: Encontrando as derivadas: y = cos2x − 3sen2x y´= −2sen2x − 6cos2x y´´= −4cos2x + 12sen2x Substituindo: y´´+ 4y = −4cos2x + 12sen2x + 4(cos2x − 3sen2x) = −4cos2x + 12sen2x + 4cos2x − 12sen2x = 0 y = 0 É solução. 2a Questão Seja o problema de valor inicial dy/dx = 6x2 - 5 com condições iniciais y(0) = 3. Determine à solução geral do problema de valor inicial sujeito a condição inicial. Gabarito: dy = 6x2 - 5 dx então temos y = 2x3 - 5 x + c aplicando o valor inicial temos c = 3 Portanto y = 2 x3 - 5x + 3 3a Questão Diversos são os sistemas cujo comportamento é descrito por equações diferenciais ordinárias. Desta forma, é importante que se estude a resolução destas equações. Com relação à resolução de equações diferenciais é SOMENTE correto afirmar que: (I) Resolver uma equação diferencial significa determinar todas as funções que verificam a equação, isto é, que a transformem numa identidade. (II) Chama - se solução da equação diferencial F(x, y´, y´´, y´´,...,yn) = 0 toda função, definida em um intervalo aberto (a, b), juntamente com suas derivadas sucessivas até a ordem n inclusive, tal que ao fazermos a substituição de y por na equação diferencial F(x, y´, y´´, y´´,...,yn) = 0 , esta se converte em uma identidade com respeito a x no intervalo (a, b). (III) Integrar uma equação diferencial significa determinar todas as funções que verificam a equação, isto é, que a transformem numa identidade. (II) (III) (I) e (II) (I), (II) e (III) (I) 4a Questão Dentre as funções abaixo a única homogênea, é: f (x, y) = 2 x + 3 y2 f(x, y) = 2xy f(x, y) = x2 + 3 y f (x, y) = x2 - 3y f (x, y) = x3 + 2y2 5a Questão Seja a Equação Diferencial Ordinária y ' + 2xy = 0. Classifique em linear ou não linear, determine o fator integrante e a solução geral. A EDO é linear, o fator integrante é e 3x, portanto podemos encontra a solução geral y = c e (3x) A EDO não é linear, o fator integrante é e x, portanto podemos encontra a solução geral y = c e (-x) A EDO não é linear, o fator integrante é e 2x, portanto podemos encontra a solução geral y = c e (2x) A EDO é linear, o fator integrante é , portanto podemos encontra a solução geral: A EDO é linear, o fator integrante é e x, portanto podemos encontra a solução geral y = c e (- x) 6a Questão Problemas de variação de temperatura: A lei de variação de temperatura de Newton afirma que a taxa de variação de temperatura de um corpo é proporcional à diferença de temperatura entre o corpo e o meio ambiente, dT/dt = k( T - Tm) Supondo que um objeto à temperatura inicial de 500F é colocado ao ar livre , onde a temperatura ambiente é de 100 0 F . Se após 5 minutos a temperatura do objeto é de 60 oF, determinar a temperatura do corpo após 20 min. 0 graus F -5 graus F 20 graus F 79,5 graus F 49,5 graus F 7a Questão Determine a solução do Problema de Valor Inicial x2 y'' + 5xy ' + 8y = 29 x3, x > 1, y(1) = 3, y ' (1) = -1 y = 2 x - 2 cos (2 ln x) y = x3 y = x3 + 2 x - 2 cos (2 ln x) y = x2 + 2 x cos (ln x) y = x3 + 2 x - 2 cos x
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