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CEFET-RJ 27/11/2015 NOME: ASSINATURA: Exame Final (MODELO) GEXT 7303 – EQUAÇÕES DIFERENCIAIS ORDINÁRIAS, Prof. Bassani, 1o. Semestre 2017. (Duração: 120 minutos; Sem Consulta; Não é permitido o uso de calculadoras) (100 pontos equivale a grau 10,0) 1) (30 Pontos) a) Calcular soluções para a equação 2 22 x yyxx dx dy . b) Mostre que a equação 0cossen)2( dyyxdxyx não é exata; determine então um fator de integração e calcule soluções para esta equação. c) Determinar a solução do problemas de valor inicial: tetyyy 233'2" , 1)0( y , 0)0(' y . d) Determinar a solução geral da equação definida por )21(/'2" tteyyy . 2) (30 Pontos) Usar a transformada de Laplace para resolver os problemas de valor inicial abaixo: a) 04 yy iv ; 1)0( y , 0)0( y , 2)0( y , 0)0( y . b) )(4 5 tgyyy onde )2/( )()( 2/ ttuttg ; 0)0( y , 0)0( y . c) )2/(cos22 ttyyy ; 0)0( y , 0)0( y . 3) (40 Pontos) a) Transforme a equação 0)25,0( 22 ututut em um sistema de equações de primeira ordem. b) Determinar a matriz fundamental ψ(t) do sistema de equações xx 103 020 002 . Determine também a matriz fundamental Φ(t) que satisfaz Φ(0) = I. c) Transforme se possível o sistema de equações do ítem (c) em um sistema desacoplado, mediante uma transformação de similaridade, e calcule uma matriz fundamental deste. d) Determinar a solução geral do sistema de equações 0,48 24 2 3 t t txx . OBS.: Tabela de Transformadas de Laplace, em anexo. 304 Chapter 6. The Laplace Transform TABLE 6.2.1 Elementary Laplace Transforms f (t) = L−1{F(s)} F(s) = L{ f (t)} Notes 1. 1 1 s , s > 0 Sec. 6.1; Ex. 4 2. eat 1 s − a , s > a Sec. 6.1; Ex. 5 3. tn; n = positive integer n! sn+1 , s > 0 Sec. 6.1; Prob. 27 4. t p, p > −1 (p + 1) s p+1 , s > 0 Sec. 6.1; Prob. 27 5. sin at a s2 + a2 , s > 0 Sec. 6.1; Ex. 6 6. cos at s s2 + a2 , s > 0 Sec. 6.1; Prob. 6 7. sinh at a s2 − a2 , s > |a| Sec. 6.1; Prob. 8 8. cosh at s s2 − a2 , s > |a| Sec. 6.1; Prob. 7 9. eat sin bt b (s − a)2 + b2 , s > a Sec. 6.1; Prob. 13 10. eat cos bt s − a (s − a)2 + b2 , s > a Sec. 6.1; Prob. 14 11. tneat , n = positive integer n! (s − a)n+1 , s > a Sec. 6.1; Prob. 18 12. u c (t) e−cs s , s > 0 Sec. 6.3 13. u c (t) f (t − c) e−cs F(s) Sec. 6.3 14. ect f (t) F(s − c) Sec. 6.3 15. f (ct) 1 c F ( s c ) , c > 0 Sec. 6.3; Prob. 19 16. ∫ t 0 f (t − τ )g(τ ) dτ F(s)G(s) Sec. 6.6 17. δ(t − c) e−cs Sec. 6.5 18. f (n)(t) sn F(s)− sn−1 f (0)− · · · − f (n−1)(0) Sec. 6.2 19. (−t)n f (t) F (n)(s) Sec. 6.2; Prob. 28
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