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Fanor - DeVry Equações Diferenciais – Prof. Thiago Moratti Lista de Exercícios – Equações Diferenciais de Euler-Cauchy, Método de D’Alembert e Série de Taylor 1. Encontre a solução das equações de Euler-Cauchy abaixo: a) 2 '' 2 0x y y b) '' ' 0xy y c) 2 '' ' 4 0x y xy y d) 2 '' 3 ' 2 0x y xy y e) 225 '' 25 ' 0x y xy y f) 2 '' 5 ' 4 0x y xy y g) 23 '' 6 ' 0x y xy y h) 3 ''' 6 0x y y i) 4 6 ''' 0xy y j) 4'' 4 'xy y x k) 2 '' ' 2x y xy y x l) 2 '' ' lnx y xy y x 2. Encontre a solução das equações de Euler-Cauchy abaixo dadas as condições: a) 2 '' 3 ' 0 ; 1 0 ; ' 1 4x y xy y y b) 2 '' ' 0 ; 1 1 ; ' 1 2x y xy y y y c) 1'' ' ; 1 1 ; ' 1 2 xy y x y y 3. Utilize o método de D’Alembert para obter outra solução para a equação diferencial dada: a) 21'' 4 ' 4 0; xy y y y e b) 1'' 16 0; cos 4y y y x c) 2 319 '' 12 ' 4 0; xy y y y e d) 2 41'' 7 ' 16 0; x y xy y y x e) 1'' ' 0; lnxy y y x f) 2 1'' ' 2 0; sin lnx y xy y y x x g) 2 11 2 '' 2 1 ' 2 0; 1x x y x y y y x h) 21'' 4 2; xy y y e i) 3 21'' 3 ' 2 5 ; x xy y y e y e 4. Utilize a série de Taylor para expandir as funções em torno dos pontos dados e obtenha um polinômio de grau 3 como aproximação para essa função. Utilize o polinômio para calcular o valor aproximado da função no ponto pedido. a) 0 ; 0xf x e x Calcule 0,1e b) 0 1 ; 0xf x xe Calcule 0,1e c) 0cos ; x 0f x x Calcule cos 0,03 d) 0sin ; x 0f x x Calcule sin 0,15 e) 0ln ; x 1f x x Calcule ln1,2 f) 0 1 ; x 0 1 f x x Calcule 0,1f g) 02 1 ; x 3 1 f x x Calcule 2,95f Respostas: 1. a) 1 21 2y c x c x b) 1 2 lny c c x c) 1 2cos 2 ln sin 2 lny c x c x d) 2 6 2 6 1 2y c x c x e) 1 2 1 1cos ln sin ln 5 5 y c x c x f) 2 21 2 lny c x c x x g) 1 2 1 2 3 3cos ln sin ln 6 6 y x c x c x h) 31 2 3cos 2 ln sin 2 lny c x c x c x i) 2 31 2 3 4y c c x c x c x j) 5 51 2 1 ln 5 y c c x x x k) 21 2 ln lny c x c x x x x l) 11 2 lny c x c x x 2. a) 22 2y x b) cos ln 2sin lny x x c) 23 1ln 4 4 y x x 3. a) 22 xy xe b) 2 sin 4y x c) 2 32 xy xe d) 42 lny x x e) 2 1y f) 2 cos lny x x g) 22 2y x x h) 22 1, 2 x py e y i) 2 32 5, 2 x x py e y e 4. a) 2 3 1 2! 3! x x xe x 0,1 1,105166e b) 2 3 1 2! 3! x x xe x 0,1 0,904833e c) 2 cos 1 2! xx cos 0,03 0,99955 d) 3 sin 3! xx x sin 0,15 0,1494375 e) 2 31 1ln 1 1 1 2 3 x x x x ln 1,2 0,18266 f) 2 31 1 1 f x x x x x 0,1 1,111f g) 2 32 1 1 1 3 13 3 3 4 4 16 81 f x x x x x 2,95 0, 262984f
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