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CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 1a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A1_201709074825_V1 4/15/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Determine a ordem da equação diferencial abaixo e diga se ela é linear ou não. t2y(2)+ty´+2y=sen(t)t2y(2)+ty´+2y=sen(t) 3ª ordem e linear. 4ª ordem e não linear. 2ª ordem e linear. 4ª ordem e linear. 2ª ordem e não linear. Explicação: A ordem de uma ED é a ordem das derivadas de mais alta ordem(das derivadas) nela presentes. O grau é a potência da mais alta ordem da derivada presente na ED. É linear porque a variável dependente yy e suas derivadas aparecem em combinações aditivas de suas primeiras potências. 2a Questão Determine a ordem da equação diferencial abaixo e diga se ela é linear ou não. d3ydt3+td2ydt2+(cos2(t))y=t3d3ydt3+td2ydt2+(cos2(t))y=t3 5ª ordem e não linear. 3ª ordem e linear. 3ª ordem e não linear. 5ª ordem e linear. 6ª ordem e linear. Explicação: Ordem da ED = maior ordem presente na ED Grau - expoente do termo que define a ordem da ED 3a Questão javascript:abre_frame('1','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('1','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('2','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('2','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('3','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('3','1','','','314441438'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('2','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('3','1','','','314441438'); Resolva a seguinte EDO utilizando a técnica de Fator Integrante: y2cos(x)dx+(4+5y sen(x))dy=0y2cos(x)dx+(4+5y sen(x))dy=0 y5sen(x)+y4=ky5sen(x)+y4=k y5sen(x)+y5=ky5sen(x)+y5=k y5xsen(x)+y5=ky5xsen(x)+y5=k x5sen(x)+y5=kx5sen(x)+y5=k y5sen(y)+y4=ky5sen(y)+y4=k Explicação: Para chegar a esta solução ,y5sen(x)+y4=ky5sen(x)+y4=k coloque a ED dada na forma padrão e teremos o P(x). Aplique o método de solução realizando a integração. 4a Questão Identifique o valor de t entre os pontos do intervalo [-π,π], onde as funções { t,sent, cost} são linearmente dependentes. ππ −π-π 0 π4π4 π3π3 5a Questão Considere as seguintes equações diferenciais: I) 4(y′)5+y′′=14(y′)5+y″=1 II) ∂5y∂x5−∂2y∂x2=0∂5y∂x5−∂2y∂x2=0 III) (y′′)3+(y′)5=x(y″)3+(y′)5=x De acordo com as alternativas, determine a alternativa correta. A segunda e a terceira são de ordens iguais. A primeira é de grau 5 e a segunda é de ordem 3. A primeira e a segunda são de graus iguais a 1. A terceira é de ordem 1 e grau 5. A segunda é de ordem 2 e a grau 3 e a terceira é de ordem 2 e grau 3. Explicação: A primeira e a segunda são de graus iguais a 1, ou seja, é o grau da mais alta derivada da ED. 6a Questão Determine a ordem e o grau da equação diferencial abaixo: (y´´)2−3yy´+xy=0(y´´)2−3yy´+xy=0. Ordem 2 e grau 4. Ordem 4 e grau 3. Ordem 2 e grau 2. Ordem 4 e grau 2. Ordem 2 e grau 3. Explicação: A ordem de uma ED é a ordem das derivadas de mais alta ordem (das derivadas) nela presente e grau de uma ED é a maior potência da derivada de mais alta ordem 7a Questão "As equações diferenciais começaram com o estudo de cálculo por Isaac Newton (1642-1727) e Gottfried Wilheim Leibnitz (1646-1716), no século XVII." Boyce e Di Prima. Com relação às equações diferenciais é SOMENTE correto afirmar que (I) Chama-se equação diferencial toda equação em que figura pelo menos uma derivada ou diferencial da função incógnita. (II) Chama-se ordem de uma equação diferencial a ordem da derivada de mais alta ordem da função incógnita que figura na equação. (III) Chama-se grau de uma equação diferencial o maior expoente da derivada de mais alta ordem da função incógnita que figura na equação. (I) (I) e (II) (I), (II) e (III) (I) e (III) (II) e (III) 8a Questão Determine a ordem e o grau da equação diferencial abaixo: t2s(2)−ts=1−sen(t)t2s(2)−ts=1−sen(t) Ordem 2 e grau 1. Ordem 4 e grau 2. Ordem 2 e grau 2. Ordem 1 e grau 2. Ordem 1 e grau 1. Explicação: Ordem de uma ED corresponde a ordem da derivada de mais alta ordem da ED. Grau de uma ED corresponde ao grau ("expoente") do termo da ED que definirá sua ordem CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 1a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A1_201709074825_V2 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Determine a ordem da equação diferencial abaixo e diga se ela é linear ou não. y(4)+y(3)+y(2)+y´+y=1y(4)+y(3)+y(2)+y´+y=1 5ª ordem e linear. 4ª ordem e não linear. 4ª ordem e linear. 3ª ordem e não linear. 3ª ordem e linear. Explicação: 4ª ordem - a derivada de mais alta ordem na ED é 4 linear - todas as derivadas da ED estão em expoente 1 2a Questão Resolvendo a equação diferencial cosydy=dxxcosydy=dxx, obtemos: e) sen y - cos x = C cos y - ln x = C ln y - sen x = C sen y - ln x = C ln y - cos x = C Explicação: javascript:abre_frame('1','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('1','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('2','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('2','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('3','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('3','1','','','314441438'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('2','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('3','1','','','314441438'); Basta integrar ambos os membros. 3a Questão Resolvendo a equação diferencial dy/y - (cos x)dx = 0, obtemos: ln y = cos x + C e) sen y + cos x = C ln y = sen x + C y = ln x + C ln y = x + C Explicação: Resposta: b) ln y = sen x + C Basta fazer dy/y = (cos x)dx e integrar ambos os membros 4a Questão Dada a função (t) = (t2 , cos t, t3) então o vetor derivada será? (t , sen t, 3t2) Nenhuma das respostas anteriores (2t , - sen t, 3t2) (2 , - sen t, t2) (2t , cos t, 3t2) 5a Questão Dadas as EDOs abaixo: I - t3d3ydt3+d2ydt2+dydt+ty2=0t3d3ydt3+d2ydt2+dydt+ty2=0 II - d2ydt2+sen(t+y)y´+y=sen(t)d2ydt2+sen(t+y)y´+y=sen(t) III - (d2ydt2)2+tdydt+2y=t(d2ydt2)2+tdydt+2y=t Assinale a alternativa correta. Apenas a alternativa III é linear. Apenas a alternativa II é linear. Apenas a alternativa I é linear. I, II e III são lineares. I, II e III são não lineares. Explicação: I, II e III são não lineares, porque: as alternativas I e III possuem termos quadráticos e a alternativa II apresenta a variável multiplicada pela sua derivada. 6a Questão Seja a função F parametrizada por: . Calcule F(2) (4,5) (2,16) Nenhuma das respostas anteriores (5,2) (6,8) 7a Questão Marque a alternativa que indica a solução geral da equação diferencial de variáveis separáveis dx + e3x dy. y = (e3x/2) + k y = e-2x + k y = (e-3x/3) + k y = (e-2x/3) + k y = e-3x + K 8a Questão São grandezas vetoriais, exceto: Um corpo em queda livre. Maria assistindo um filme do arquivo X. Maria indo se encontrar com João, na porta do cinema. João dirigindo o seu carro indo em direção ao bairro do Riacho Fundo. O aviãoda Air France partindo do aeroporto de Brasília com destino a Paris. 1a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A1_201709074825_V3 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Indique qual é a solução geral correta para a solução da equação diferencial: xdx+ydy=0xdx+ydy=0 x + y=Cx + y=C x²+y²=Cx²+y²=C x−y=Cx-y=C −x² + y²=C-x² + y²=C x²− y²=Cx²- y²=C Explicação: Método de separação de variáveis. 2a Questão Resolva a seguinte equação diferencial pelo método da substituição: Função: yy = x416x416 EDO:y′=x(y12)y′=x(y12) x4=x4x4=x4 são iguais, portanto resolve a EDO. x34=x34x34=x34 são iguais, portanto resolve a EDO. x34=x34x34=x34 são diferentes, portanto não resolve a EDO. x4=x16x4=x16 são diferentes, portanto não resolve a EDO. x34=x316x34=x316 são diferentes, portanto não resolve a EDO. Explicação: y′=x34y′=x34, substituindo na EDO, encontramos a igualdade: x34=x34x34=x34 que resolve a EDO. javascript:abre_frame('1','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('1','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('2','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('2','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('3','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('3','1','','','314441438'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('2','1','','','314441438'); javascript:abre_frame('3','1','','','314441438'); 3a Questão Determine a ordem e o grau da equação diferencial abaixo: x4y(4)+xy3=exx4y(4)+xy3=ex Ordem 4 e grau 1. Ordem 1 e grau 1. Ordem 4 e grau 3. Ordem 4 e grau 4. Ordem 1 e grau 4. Explicação: O aluno deve mostrar conhecimento sobre as definições de ordem e grau de uma EDO 4a Questão Resolvendo a equação diferencial (x+1)y' = x + 6, encontramos: y = x + 4 ln| x + 1 | + C y = -x + 5 ln | x + 1 | + C y = x + 5 ln | x + 1 | + C y = -3x + 8 ln | x - 2 | + C y = ln | x - 5 | + C 5a Questão Dadas as EDOs abaixo: I - d2ydt2+dydt+ty2=0d2ydt2+dydt+ty2=0 II - d2ydt2+tdydt+t3y=etd2ydt2+tdydt+t3y=et III - t3d3ydt3+tdydt+y=tt3d3ydt3+tdydt+y=t Assinale a alternativa verdadeira. Apenas a II é linear. Apenas a I é linear. Apenas a III é linear. Apenas a II e III são lineares. Apenas a I e II são lineares. Explicação: Na EDO linear, todos os expoentes da variável que se está derivando valem 1 6a Questão Dadas as equações diferenciais ordinárias abaixo: I - (y(IV))2+3xy′+2y=e2x(y(IV))2+3xy′+2y=e2x II - d2ydt2+tdydt+2y=sen(t)d2ydt2+tdydt+2y=sen(t) III - d2ydt2+dydt+ty2=0d2ydt2+dydt+ty2=0 Assinale a alternativa verdadeira. Apenas a alternativa I e II é linear. Apenas a alternativa II é linear. Apenas a alternativa I é linear. I, II e III são lineares. Apenas a alternativa III é linear. Explicação: I possui função exponencial e III tem o termo y2y2 7a Questão Resolvendo a equação diferencial dy/y = (cos x)dx, obtemos: y = ln x + C ln y = cos x + C ln y = sen x + C e) sen y + cos x = C ln y = x + C Explicação: Resposta: b) ln y = sen x + C Basta integrar ambos os membros 8a Questão Determine o limite da função (t , cos t, (8-t3)/(4-t2)) quando t tende a 2. (2,cos 2, 3) (2,0, 3) Nenhuma das respostas anteriores (2,sen 1, 3) (2,cos 4, 5) 2a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A2_201709074825_V1 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Marque a alternativa que indica a solução geral da equação diferencial de 1ª ordem linear: y´−3y=6y´−3y=6 y=3+ce3xy=3+ce3x y=−6+ce3xy=−6+ce3x y=2+ce3xy=2+ce3x y=−2+ce3xy=−2+ce3x y=−3+ce3xy=−3+ce3x Explicação: A solução é por separação de variáveis use y′=dy/dxy′=dy/dx 2a Questão Determinando na equação diferencial abaixo a sua ordem e o seu grau encontramos: (y,,)2 - 3yy, + xy = 0 ordem 1 grau 1 ordem 1 grau 2 ordem 2 grau 2 ordem 1 grau 3 ordem 2 grau 1 3a Questão Considere a equação diferencial ordinária em que a função y depende exclusivamente da variável x, tal que dy - ex.dx = 0 e y(0) = 2. Determine a solução para as condições iniciais apresentadas. javascript:abre_frame('1','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('1','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('2','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('2','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('3','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('3','2','','','314441243'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('2','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('3','2','','','314441243'); ex + 2 ex - 1 ex e x - 2 e x + 1 Explicação: dy ¿ ex.dx = 0 , logo dy = ex.dx. Integrando, temos: y = ex + C. Para x = 0, Y = 2. Portanto, 2 = e0 + C, logo C = 1. Assim, y = ex + 1. 4a Questão Marque a alternativa que indica a solução geral da equação diferencial de variáveis separáveis dydx=e−7xdydx=e−7x y=−e−7x+Cy=−e−7x+C y=e−7x6+Cy=e−7x6+C y=−e−6x+Cy=−e−6x+C y=−e−7x7+Cy=−e−7x7+C y=−e−7x6+Cy=−e−7x6+C Explicação: A solução consiste em se colocar cada variável junto a sua diferencial e depois realizar a integração. 5a Questão Marque a alternativa que indica a solução geral da equação diferencial de 1ª ordem linear: y´+6xy=0y´+6xy=0 y=ce−6xy=ce−6x Nenhuma alternativa está correta. y=ce−7xy=ce−7x y=ce7xy=ce7x y=ce6xy=ce6x Explicação: Inicie a solução usando y′=dy/dxy′=dy/dx, separe as variáveis e integre. 6a Questão Resolva a equação diferencial (x+1).dydx=x.(1+y2)(x+1).dydx=x.(1+y2). y=cotg[x−ln|x+1|+C]y=cotg[x-ln|x+1|+C] y=tg[x−ln|x+1|+C]y=tg[x-ln|x+1|+C] y=sec[x−ln|x+1|+C]y=sec[x-ln|x+1|+C] y=sen[x−ln|x+1|+C]y=sen[x-ln|x+1|+C] y=cos[x−ln|x+1|+C]y=cos[x-ln|x+1|+C] Explicação: Solução pelo método de separação de variáveis e uso da função inversa arco tangente. 7a 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. (III) (I) (I), (II) e (III) (I) e (II) (II) 8a Questão Qual o valor de w para que a a função y = w seja solução da equação diferencial y' + 7y = 28? 10 2 4 6 8 2a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A2_201709074825_V215/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Resolva a equação diferencial separável de primeira ordem e informe qual a resposta correta: 2rcosθdr−tgθdθ=02rcosθdr−tgθdθ=0 r2−cosθ=Cr2−cosθ=C r2−secθ=Cr2−secθ=C r2+tgθ=Cr2+tgθ=C r3−secθ=Cr3−secθ=C r2−senθ=Cr2−senθ=C Explicação: Use o método de separação de variáveis e integre para calcular a resposta correta. 2rdr = sen(teta)/cos2(teta).d(teta) cos(teta)= u -sen(teta)d(teta) = du 2rdr = - du/u2 r2 + 1/u = C r2 - sec(teta) = C 2a Questão Classificando as seguintes EDOs como LINEAR ou NÃO LINEAR: a) d²y/dx² = -2x(dy/dx) + 2y b) dx/dt = k(4-x).(1-x) encontramos: (a)não linear (b)não linear javascript:abre_frame('1','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('1','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('2','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('2','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('3','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('3','2','','','314441243'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('2','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('3','2','','','314441243'); (a)não linear (b)linear (a)linear (b)não linear (a)linear (b)linear impossivel identificar 3a Questão Indique a solução correta da equação diferencial: `dy/dx = sqrt(7x³). y=7x³+Cy=7x³+C `y = (2sqrt7)/(5)x^(5/2) + C y=7x+Cy=7x+C y=− 7x³+Cy=- 7x³+C y=x²+Cy=x²+C Explicação: Calcule a integral: y=√7 ∫x32dx=25√7 x52+Cy=7∫x32dx=257x52+C 4a Questão A solução geral da equação diferencial xy´+y=0 é y=x+C y=ln x+C y=ln 2x -1 y=2x-ln(x+1)+C y=C/x Explicação: xy´+y=0 é xdy/dx = -y -dy/y = dx/x -lny = lnx + c -lny = lncx lny + lncx = 0 lncxy = 0 cxy = 1 y = 1/cx 5a Questão Marque a alternativa que indica a solução geral da equação diferencial de variáveis separáveis 1xdx+dy=01xdx+dy=0. y=ln|x|+cy=ln|x|+c y=−ex+cy=−ex+c y=−ln|x|+cy=−ln|x|+c Nenhuma alternativa anterior está correta. y=ex+cy=ex+c Explicação: dx/x = -dy lnx = -y + c -lnx + c = y 6a Questão Resolva a equação diferencial dada abaixo por separação de variáveis. xy´=4yxy´=4y y=cx4y=cx4 y=cx3y=cx3 y=cx−3y=cx-3 y=cxy=cx y=cx2y=cx2 7a Questão Resolva a equação diferencial de primeira ordem e informe qual a única resposta correta: ydx+(x+xy)dy=0ydx+(x+xy)dy=0 lnx+y=Clnx+y=C lnx+x=Clnx+x=C lnxy+y=Clnxy+y=C xy=Cxy=C lnxy=Clnxy=C Explicação: Dada a ED ydx+(x+xy)dy=0ydx+(x+xy)dy=0devemos prepará-la para separar as variáveis, logo: ydx+x(1+y)dy=0ydx+x(1+y)dy=0. A partir daí separam-se as variáveis: dxx+1+yydy=0dxx+1+yydy=0. Assim, podemos integrar e obter a solução. 8a Questão Resolva a seguinte equação diferencial ordinária utilizando a técnica de variáveis separáveis: dx+e3xdy=0dx+e3xdy=0 y=e−3x+cy=e−3x+c y=−3e−3x+cy=−3e−3x+c y=−e−3x+cy=−e−3x+c y=e−x+cy=e−x+c y=e−3x/3+cy=e−3x/3+c Explicação: e-3xdx = -dy -e-3x / 3 = -y + c y = e-3x / 3 + c 2a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A2_201709074825_V3 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Resolvendo a equação diferencial separável xdy = ydx, obtemos: ln y = ln x + C ln y = x + C x = ln y + C y + x = C javascript:abre_frame('1','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('1','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('2','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('2','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('3','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('3','2','','','314441243'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('2','2','','','314441243'); javascript:abre_frame('3','2','','','314441243'); y = ln x + C Explicação: Resposta: a) ln y = ln x + C Basta separar as variáveis e integrar ambos os membros. 2a Questão Sabendo que () = (cos t , sen t, 2) representa o vetor posição de uma partícula que se move em cada instante t. Determine o vetor velocidade V(t) e o vetor aceleração A(t). V(t) = ( sen t, cos t, 0) e A(t) = ( cos t, sen t , 0 ) V(t) = ( sen t, - cos t, 0) e A(t) = (- cos t, sen t , 0 ) V(t) = (- sen t, cos t, 0) e A(t) = ( - cos t, - sen t, 0) V(t) = ( sen t, - cos t, 0) e A(t) = (- cos t, - sen t , 0 ) V(t) = ( sen t, - cos t, 0) e A(t) = (cos t, - sen t , 0 ) 3a Questão A população de bactérias em uma cultura cresce a uma taxa proporcional ao número de bactérias no instante t. após 3 horas, observou- se a existência de 400 bactérias. Após 9 horas, 2500 bactérias. Podemos afirmar que o número inicial de bactérias é: Aproximadamente 170 bactérias. Aproximadamente 165 bactérias. Aproximadamente 160 bactérias. Aproximadamente 150 bactérias. Nenhuma bactéria Explicação: Aproximadamente 160 bactérias. 4a Questão Dada a seguinte EDO, resolva pelo método das variáveis separáveis: dydt=et−ydydt=et−y y=ln(e)+cy=ln(e)+c y=et−yy=et−y y=t+ky=t+k y=ln(et+c)y=ln(et+c) y=ety+ky=ety+k Explicação: eydy = etdt ey = et + c y = ln(et + c) 5a Questão Determine a ordem e o grau da equação diferencial (y')³ + ex = 0. Grau 3 e ordem 2. Grau 2 e ordem 2. Grau 3 e ordem 1. Grau 1 e ordem 1. Grau 3 e ordem 3. 6a Questão Marque a alternativa que indica a solução geral da equação diferencial de variáveis separáveis y´=5yy´=5y y=ce5xy=ce5x y=ce−xy=ce−x y=cexy=cex Nenhuma das alternativas y=ce−5xy=ce−5x Explicação: dy/dx = 5y -> dy/ y = 5dx -> lny = 5x + c -> y = ce5x 7a Questão Nas ciências e na engenharia, modelo matemáticos são desenvolvidos para auxiliar na compreensão de fenômenos físicos. Estes modelos frequentemente geram uma equação que contém algumas derivadas de uma função desconhecida. Tal equação é chamada de equação diferencial. Para iniciar o estudo de tal equação, se faz necessário alguma terminologia comum. Assim sendo, antes de estudar métodos para resolver uma equação diferencial se faz necessário classificar esta equações. Três classificações primordiais são: 1. Segundo a natureza (Equação diferencial ordinária ou parcial) 2. Segundo a ordem desta equação. 3. Segundo a linearidade. Classifique as seguintes equações: a) dxdt=5(4−x)(1−x)dxdt=5(4-x)(1-x) b) 5d2ydx2+4dydx+9y=2cos3x5d2ydx2+4dydx+9y=2cos3x c) ∂4u∂x4+∂2u∂t2=0∂4u∂x4+∂2u∂t2=0 d) d2ydx2+x2(dydx)3−15y=0d2ydx2+x2(dydx)3-15y=0 Admitindo os seguintes índices para a classificação: A=1: para E.D.O. A=2: para E.D.P. n: A ordem da Equação B=5: para equação linear B=6: para equação não linear A soma (A+n+B)para cada equação resultará respectivamente em: 7; 8; 9; 8 8; 8; 11; 9 8; 8; 9; 8 7; 8; 11; 10 8; 9; 12; 9 8a Questão Resolva a equação diferencial (x+1).dydx=x.(1+y2)(x+1).dydx=x.(1+y2). y=cos[x−ln|x+1|+C]y=cos[x-ln|x+1|+C] y=tg[x−ln|x+1|+C]y=tg[x-ln|x+1|+C] y=sec[x−ln|x+1|+C]y=sec[x-ln|x+1|+C] y=sen[x−ln|x+1|+C]y=sen[x-ln|x+1|+C] y=cotg[x−ln|x+1|+C]y=cotg[x-ln|x+1|+C] Explicação: Solução da ED por Separação de Variáveis com uso de métodos de integração de função arco tangente e fração imprópria. 3a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A3_201709074825_V115/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Identificando a ordem e o grau da equação diferencial y´=f(x,y)y´=f(x,y), obtemos respectivamente: 1 e 2 2 e 1 javascript:abre_frame('1','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('1','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('2','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('2','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('3','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('3','3','','','314441239'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('2','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('3','3','','','314441239'); 2 e 2 1 e 1 3 e 1 2a Questão Dada a seguinte EDO Linear, ache a sua resolução particular ypyp: y(x)=(ex+2)/2+ky(x)=(ex+2)/2+k y(x)=e(2x)+ky(x)=e(2x)+k y(x)=ex+ky(x)=ex+k y(x)=−ex+ky(x)=−ex+k y(x)=2ex+ky(x)=2ex+k Explicação: Trata-se de uma ED não homogênea. Tentamos uma solução yp=Ae2xyp=Ae2x. Derivamos uma vez e substituimos na ED original para achar a resposta correta para a solução particular. 3a Questão Encontre a função y(t), que é a solução da equação diferencial a seguir: d2ydt2+5dydt+4y(t)=0d2ydt2+5dydt+4y(t)=0 , com y(0)=1y(0)=1 e y'(0)=0y′(0)=0 y(t)=53e−t+23e−(4t)y(t)=53e-t+23e-(4t) y(t)=43e−t+13e−(4t)y(t)=43e-t+13e-(4t) y(t)=43e−t − 13e−(4t)y(t)=43e-t - 13e-(4t) y(t)=43e−t − 13e4ty(t)=43e-t - 13e4t y(t)= − 43e−t − 13e−(4t)y(t)= - 43e-t - 13e-(4t) Explicação: Trata-se de um PVI - Problema de Valor Inicial, pois, as condições são no mesmo ponto. Equação característica: m²+5m+4=0m²+5m+4=0...(1) Raízes: m1=−1;m2=−4m1=−1;m2=−4 ... A resposta típica é: y(t)=C1e−t+C2e−4ty(t)=C1e−t+C2e−4t....(2) Vamos aplicar o PVI na equação (2): y(0)=1;y′(0)=0y(0)=1;y′(0)=0 Teremos um sistenma com duas equações do qual calculamos: C1=43;C2=−13C1=43;C2=−13 Finalmente, substituindo as constantes na equação (2), teremos: y(t)=y(t)=43e−t−13e−4t43e−t−13e−4t 4a Questão Uma função f(x,y)f(x,y)é dita homogênea de grau de homogeneidade n quando f(tx,ty)=tnf(x,y)f(tx,ty)=tnf(x,y). Verifique se a função f(x,y)=5x4+x2y2f(x,y)=5x4+x2y2 é homogênea e, se for, qual é o grau e indique a resposta correta. Não é função homogênea. É função homogênea de grau 5. É função homogênea de grau 4. É função homogênea de grau 3. É função homogênea de grau 2. Explicação: Calculando f(tx, ty), verifica-se, no exemplo pedido f(tx, ty) = t4f(x, y) 5a Questão Dado um conjunto de funções {f1,f2,...,fn}{f1,f2,...,fn} , considere o determinante de ordem n: W(f1,f2,...,fn)W(f1,f2,...,fn) = ⎡⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣f1f2...fnf´1f´2...f´nf´´1f´´2...f´´n............f1n−1f2n−1...fnn−1⎤⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎦[f1f2...fnf´1f´2...f´nf´´1f´´2...f´´n............f1n-1f2n-1...fnn-1] Calcule o Wronskiano formado pelas funções na primeira linha,pelas primeiras derivadas dessas funções na segunda linha, e assim por diante, até a (n-1)-ésima derivadas das funções na n-ésima linha. Sejam as funções: f(x)f(x)= e2xe2x ; g(x)g(x)=senxsenx e h(x)h(x)= `x^2 + 3*x + 1 Determine o Wronskiano W(f,g,h)W(f,g,h) em xx= 00. 2 1 -1 -2 7 Explicação: O wronskiano nos indica se as respostas de equações diferenciasi são LI ou LD. 6a Questão Uma função f(x,y)f(x,y)é dita homogênea de grau de homogeneidade n quando f(tx,ty)=tnf(x,y)f(tx,ty)=tnf(x,y). Verifique se a função f(x,y)=7x3+2xy2f(x,y)=7x3+2xy2 é homogênea e, se for, qual é o grau e indique a resposta correta. É homogênea de grau 2. É homogênea de grau 3. Não é homogênea. É homogênea de grau 1. É homogênea de grau 4. Explicação: Aplica-se o teste descrito no texto da questão. 7a Questão Seja →F(t)=(cost,sent)F→(t)=(cost,sent). Determine lim(h→0)→F(t+h)−→F(t)hlim(h→0)F→(t+h)-F→(t)h ( -sent, cos t) ( - sen t, - cos t) 0 1 ( sen t, - cos t) 8a Questão Verifique se a função f(x,y)=x3+xy2eyxf(x,y)=x3+xy2eyx é homogênea e, se for, qual é o grau e indique a resposta correta. Não é homogênea. Homogênea de grau 1. Homogênea de grau 3. Homogênea de grau 4. Homogênea de grau 2. Explicação: Calcular f(tx, ty) e verificar que f(tx, ty) = t³f(x, y) 3a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A3_201709074825_V2 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Sabendo que () = ( +cos 3t , 5 + sen 3t) representa o vetor posição de uma partícula que se move em cada instante t. Determine o vetor velocidade V(t) e o vetor aceleração. V(t) = ( cos 3t , 3 sen 3t) e A(t) =( 3 sen t, sen t) V(t) =( sen 3t, cos 3t) e A(t) = (cos 3t, sen 3t) V(t) = ( 9 cos 3t, sen 3t) e A (t) = ( 3t sen 3t, 3t cos 3t) V(t) = ( 3 sen 3t, - cos 3t) e A(t) = (9 cos 3t, 9 sen 3t) javascript:abre_frame('1','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('1','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('2','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('2','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('3','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('3','3','','','314441239'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('2','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('3','3','','','314441239'); V(t) = ( - 3 sen 3t , 3 cos 3t) e A(t) = ( - 9 cos 3t, - 9 sen 3t) 2a Questão Classifica-se uma equação diferencial quanto ao tipo: ordinária ou parcial; quanto à ordem, primeira, segunda, terceira ordem, etc; quanto a linearidade: linear ou não linear. Marque a classificação para equação x^3 y''' - x^2 y'' + 4xy' - 3y = 0: equação diferencial ordinária, terceira ordem, linear equação diferencial parcial, terceira ordem, não linear; equação diferencial parcial, segunda ordem, não linear. equação diferencial parcial, terceira ordem, não linear equação diferencial ordinária, quarta ordem, linear 3a Questão Dada uma função de modo que f(5,6)=7 e seu grau é igual a 1, podemos afirmar que f(20,24) é: 24 28 1 20 7 Explicação: 28 4a Questão Com relação às equações diferenciais de primeira ordem e seus tipos de soluções é SOMENTE correto afirmar que: (I) Solução Geral é a solução que contém tantas constantes arbitrárias quantas são as unidades da ordem da equação. (II) Solução Particular é toda solução obtida da solução geral atribuindo-se valores particulares às constantes. (III) Para cada condição inicial é possível encontrar uma solução particular para uma equação diferencial. Apenas I e II são corretas. Apenas II e III são corretas. Apenas I é correta. Apenas I e III são corretas. Todas são corretas. 5a Questão Dadas as EDOs abaixo. Determine quais são EDOs homogêneas. I - dydx=x2+2y2xydydx=x2+2y2xy II - dydx=x2+y22xydydx=x2+y22xy III - dydx=2xyx2−2y2dydx=2xyx2−2y2 Apenas a I. Todas são homogêneas. Apenas a III. Nenhuma é homogênea. Apenas a II. Explicação: Uma EDO da forma dy/dx = f(x,y) será homogênea quando f(tx, ty) = tnf(x, y) 6a Questão Uma função f(x,y)f(x,y) é dita homogênea de grau de homogeneidade n quando f(tx,ty)=tnf(x,y)f(tx,ty)=tnf(x,y). Verifique se a função f(x,y)=x2+xy+y2f(x,y)=x2+xy+y2 é homogênea e, se for, qual é o grau e indique a respostacorreta. É função homogênea de grau 1. É função homogênea de grau 2. É função homogênea de grau 4. Não é função homogênea. É função homogênea de grau 3. Explicação: Fazendo a adequada substituição, verifica-se, no presente exercício que f(tx, ty) = t² f(x, y) 7a Questão Classifique a equação diferencial x^3 y" + xy' + (x^2 - 4)y = 0 de acordo com o tipo, a ordem e a linearidade: equação diferencial ordinária de terceira ordem e linear; equação diferencial parcial de primeira ordem e linear; equação diferencial ordinária de primeira ordem e não linear. equação diferencial parcial de terceira ordem e não linear; equação diferencial ordinária de segunda ordem e linear; 8a Questão Dadas as funções abaixo, determine quais são homogêneas. I - f(x,y)=5x4+x2y2f(x,y)=5x4+x2y2 II - f(x,y)=xy+y2f(x,y)=xy+y2 III - f(x,y)=x+ysen(yx)f(x,y)=x+ysen(yx) Apenas a I. Apenas a III. Apenas a II. Apenas a II. Todas são homogêneas. Explicação: Aplique o teste: f(tx,ty)=tnf(x,y)f(tx,ty)=tnf(x,y) 3a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A3_201709074825_V3 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Dadas as funções, determine quais são homogêneas. I - f(x,y)=4x3+3y3f(x,y)=4x3+3y3 II - f(x,y)=x+xyf(x,y)=x+xy III - f(x,y)=2x+x2f(x,y)=2x+x2 Todas não são homogêneas. Todas são homogêneas. Apenas a II. Apenas a III. Apenas a I. Explicação: EDO homogênea é da forma dy/ dx = f(x, y), onde f(tx, ty) = tn f(x, y) 2a Questão javascript:abre_frame('1','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('1','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('2','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('2','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('3','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('3','3','','','314441239'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('2','3','','','314441239'); javascript:abre_frame('3','3','','','314441239'); Verifique se a equação (2x-1) dx + (3y+7) dy = 0 é exata. É exata, pois (δMδy)=(δNδx)=0(δMδy)=(δNδx)=0 É exata, pois (δMδy)=(δNδx)=5x(δMδy)=(δNδx)=5x É exata, pois (δMδx)=(δNδy)=4(δMδx)=(δNδy)=4 É exata, pois (δMδx)=(δNδy)=7(δMδx)=(δNδy)=7 É exata, pois (δMδx)=(δNδy)=0(δMδx)=(δNδy)=0 3a Questão Determine a ordem e o grau da equação diferencial (y''')² + 3y' + 2y = ex. Ordem 3 e não possui grau. Ordem 2 e grau 3. Ordem 3 e grau 2. Ordem 3 e grau 3. Ordem 3 e grau 5. 4a Questão Dadas as EDOs abaixo. Determine quais são EDO homogênea. I- dydx=y−xxdydx=y−xx II - dydx=2y+xxdydx=2y+xx III - dydx=x2+2y2xydydx=x2+2y2xy Todas são homogêneas. Apenas a III. Nenhuma é homogênea. Apenas a I. Apenas a II. Explicação: Aplique o teste: f(tx,ty)=tnf(x,y)f(tx,ty)=tnf(x,y) 5a Questão Identificando a ordem e o grau da equação diferencial y´=f(x,y)y´=f(x,y), obtemos respectivamente: 2 e 1 2 e 2 1 e 1 3 e 1 1 e 2 6a Questão Seja →F(t)=(cost,sent)F→(t)=(cost,sent). Determine lim(h→0)→F(t+h)−→F(t)hlim(h→0)F→(t+h)-F→(t)h ( sen t, - cos t) ( - sen t, - cos t) ( -sent, cos t) 0 1 7a Questão Dada a seguinte EDO Linear, ache a sua resolução particular ypyp: y(x)=(ex+2)/2+ky(x)=(ex+2)/2+k y(x)=2ex+ky(x)=2ex+k y(x)=−ex+ky(x)=−ex+k y(x)=e(2x)+ky(x)=e(2x)+k y(x)=ex+ky(x)=ex+k Explicação: Trata-se de uma ED não homogênea. Tentamos uma solução yp=Ae2xyp=Ae2x. Derivamos uma vez e substituimos na ED original para achar a resposta correta para a solução particular. 8a Questão Encontre a função y(t), que é a solução da equação diferencial a seguir: d2ydt2+5dydt+4y(t)=0d2ydt2+5dydt+4y(t)=0 , com y(0)=1y(0)=1 e y'(0)=0y′(0)=0 y(t)= − 43e−t − 13e−(4t)y(t)= - 43e-t - 13e-(4t) y(t)=43e−t+13e−(4t)y(t)=43e-t+13e-(4t) y(t)=43e−t − 13e−(4t)y(t)=43e-t - 13e-(4t) y(t)=43e−t − 13e4ty(t)=43e-t - 13e4t y(t)=53e−t+23e−(4t)y(t)=53e-t+23e-(4t) Explicação: Trata-se de um PVI - Problema de Valor Inicial, pois, as condições são no mesmo ponto. Equação característica: m²+5m+4=0m²+5m+4=0...(1) Raízes: m1=−1;m2=−4m1=−1;m2=−4 ... A resposta típica é: y(t)=C1e−t+C2e−4ty(t)=C1e−t+C2e−4t....(2) Vamos aplicar o PVI na equação (2): y(0)=1;y′(0)=0y(0)=1;y′(0)=0 Teremos um sistenma com duas equações do qual calculamos: C1=43;C2=−13C1=43;C2=−13 Finalmente, substituindo as constantes na equação (2), teremos: y(t)=y(t)=43e−t−13e−4t 4a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A4_201709074825_V1 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Dadas as EDOs abaixo, determine quais são exatas. I - ydx+xdy=0ydx+xdy=0 II - (x−2y)dx+(x+y)dy=0(x−2y)dx+(x+y)dy=0 III - (2x2−y)dx+(x+y)dy=0(2x2−y)dx+(x+y)dy=0 Apenas a III. I, II e III são exatas. Apenas a I. I, II e III são não exatas. javascript:abre_frame('1','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('1','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('2','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('2','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('3','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('3','4','','','314441406'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('2','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('3','4','','','314441406'); Apenas a II. Explicação: Uma EDO da forma Mdx + Ndy será exata quando dM/ dy = dN / dx 2a Questão Marque a alternativa que indica a solução da equação y" + 2y' + y = 0. y = C1e-t + C2e-t y = C1e-t + C2et y = C1et + C2e-5t y = C1e-t + C2 y = C1e-3t + C2e-2t 3a Questão Determinando na equação diferencial abaixo a sua ordem e o seu grau encontramos: y"+3y'+6y=sen(x) ordem 1 grau 1 ordem 2 grau 2 ordem 1 grau 3 ordem 2 grau 1 ordem 1 grau 2 4a Questão São grandezas escalares, exceto: A energia cinética nos pontos da trajetória do trenzinho da montanha russa. A temperatura do meu corpo A espessura da parede da minha sala é 10cm. O carro parado na porta da minha casa. João empurrando um carrinho de mão, cheio de livros. 5a Questão Resolva a seguinte EDO EXATA: y′=5y−2x−5x+3y2y′=5y−2x−5x+3y2 −5xy2+y3+x2=k−5xy2+y3+x2=k −5x+y3+x2=k−5x+y3+x2=k −5xy+y3+x2=k−5xy+y3+x2=k −5y+y3+x2=k−5y+y3+x2=k −5x2+y3+x2=k−5x2+y3+x2=k Explicação: Inicie fazendo y′=dy/dxy′=dy/dx O método abrange desde a comprovação da Condição de Exatidão, escolhendo-se uma ordem de integração de M(x,y) ou N(x,y), chegando-se a uma função g(x,y) que, se derivada parcialmente em relação a x e a y, reproduza M(x,y) e N(x,y). Derive a função abaixo parcialmente em relação a x e a y e encontraremos M e N. −5xy+y3+x2=k−5xy+y3+x2=k 6a Questão Uma solução da equação diferencial y´=y é a função: y = e2 y = x2.e y = e x y = 2x y = x2 7a Questão Dadas as EDOs abaixo, determine quais são exatas. I - (xy+x2)dx+(−5)dy=0(xy+x2)dx+(−5)dy=0 II - xexydx+yexydy=0xexydx+yexydy=0 III - yexydx+xexydy=0yexydx+xexydy=0 I, II e III são exatas. Apenas a III. Apenas a I. I, II e III são não exatas. Apenas a II. Explicação: Dada uma EDO da formaMdx + Ndy = 0, esta será exata se dM/dy = dN/dx 8a Questão Quais das opções melhor justifica o wronskiano do par de funções cost e sent. 2 -2 1 1/2 -1 4a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A4_201709074825_V2 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Dadas as EDOs abaixo, determine quais são exatas. I - 2xydx+(1+x2)dy2xydx+(1+x2)dy II - (x+sen(y))dx+(xcos(y)−2y)dy=0(x+sen(y))dx+(xcos(y)−2y)dy=0 III - (2xy+x)dx+(x2+y)dy=0(2xy+x)dx+(x2+y)dy=0 I, II e III são exatas Nenhuma é exata. Apenas a I. Apenas a III. Apenas a II. Explicação: Basta aplicar o Teste da Exatidão e verificar se as derivadas parciais de M em relação a y são iguais às derivadas parciais de N em relação a x, nas alternativas apresentadas. 2a Questão Dadas as EDOs abaixo, determine quais são exatas. javascript:abre_frame('1','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('1','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('2','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('2','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('3','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('3','4','','','314441406'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('2','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('3','4','','','314441406'); I - 2xydx+(1+x2)dy2xydx+(1+x2)dy II - (ysen(x)+xycos(x))dx+(xsen(x)+1)dy=0(ysen(x)+xycos(x))dx+(xsen(x)+1)dy=0 III - (x−y)dx+(x+y)dy=0(x−y)dx+(x+y)dy=0 Todas não são exatas. Apenas I e II. Apenas I e III. Apenas II e II. Todas são exatas. Explicação: Uma EDO da forma Mdx + Ndy = 0 será exata quando dM/ dy = dN / dx 3a Questão Resolver a equação diferencial 4𝑥 − 𝑦² = 1, com a condição y(2) = 2: 𝑦 = 2𝑥² + 𝑥 - 2 𝑦 = 2𝑥² − 𝑥 + 10 𝑦 = 2𝑥² − 𝑥 + 8 𝑦 = 𝑥² − 𝑥 + 2 𝑦 = − 𝑥 + 8 4a Questão Uma equação diferencial M(x,y)dx+N(x,y)dy=0M(x,y)dx+N(x,y)dy=0 é chamada de exata se: δM(x,y)δy=−δN(x,y)δxδM(x,y)δy=−δN(x,y)δx δM(x,y)=δN(x,y)δM(x,y)=δN(x,y) δM(x,y)δy=δN(x,y)δxδM(x,y)δy=δN(x,y)δx 2δM(x,y)δy=δN(x,y)δx2δM(x,y)δy=δN(x,y)δx δN(x,y)δy=δM(x,y)δxδN(x,y)δy=δM(x,y)δx Explicação: Este é o critério de Exatidão para uma ED ser considerada Exata: δM(x,y)δy=δN(x,y)δxδM(x,y)δy=δN(x,y)δx 5a Questão Resolva a seguinte EDO EXATA: (y−x2)dx−(y2−x)dy=0(y−x2)dx−(y2−x)dy=0 yx−x33−y33=kyx−x33−y33=k y−x22−y22=ky−x22−y22=k yx3−x33−y33=kyx3−x33−y33=k y−x33−y33+3ky−x33−y33+3k y−x33−y33+cy−x33−y33+c Explicação: O método abrange desde a comprovação da Condição de Exatidão, escolhendo-se uma ordem de integração de M(x,y) ou N(x,y), chegando-se a uma função g(x,y) que, se derivada parcialmente em relação a x e a y, reproduza M(x,y) e N(x,y). Derive a função abaixo parcialmente em relação a x e a y e encontraremos M e N. yx−x33−y33=kyx−x33−y33=k 6a Questão Segundo estatísticas, a população de certo lugar está crescendo a uma taxa aproximada de 1.500t−121.500t-12 pessoas por ano, sendo t o número de anos transcorridos após 1990. Em 1999, a população deste lugar era de 39.000 pessoas.Qual era a população, em 1990? 15000 25000 20000 30000 40000 7a Questão Várias equações diferenciais de 1ª ordem que podem se apresentar com o formato: M(x,y)dx + N(x,y)dy = 0. Para que tenhamos uma uma equação diferencial exata é necessário que: A derivada de M em relação à x seja igual à derivada de N em relação à x. A derivada de N em relação à y seja igual à derivada de M em relação à x. Nenhuma da alternativas A derivada de M em relação à y seja igual à derivada de N em relação à x. A derivada de M em relação à y seja igual à derivada de M em relação à x. Explicação: Essa resposta é a condição para que tenhamos uma EDO exata 8a Questão Calcule C1C1 e C2C2 de modo que y(x)=C1senx+C2cosxy(x)=C1senx+C2cosx satisfaça as condições dadas: y(0)=2y(0)=2; `y '(0) = 1. Explique se tais condições caracterizam um Problema de Valor Inicial ou de Valor de Contorno. Marque a única resposta correta. C1=−1C1=-1; C2=− 2C2=- 2 PVI C1=1C1=1; C2=ln2C2=ln2 PVC C1=1C1=1; C2=2C2=2 PVI C1=2C1=2; C2=1C2=1 PVC C1=√3 C1=3; C2=√2C2=2 PVC Explicação: O chamado, problema de valor inicial - PVI, é uma condição imposta para que, dentre a família de soluções que uma ED pode admitir, escolhamos uma curva-solução, em um mesmo ponto, que atenda ao projeto/processo em estudo. O chamado, problema de valor contorno - PVC, é uma condição imposta para que, dentre a família de soluções que uma ED pode admitir, escolhamos curvas-solução, em dois pontos distintos, que atenda ao projeto/processo em estudo. 4a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A4_201709074825_V3 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Determinando na equação diferencial abaixo a sua ordem e o seu grau encontramos: (y")³+3y'+6y=tan(x) ordem 2 grau 2 ordem 3 grau 3 ordem 1 grau 3 ordem 2 grau 3 javascript:abre_frame('1','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('1','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('2','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('2','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('3','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('3','4','','','314441406'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('2','4','','','314441406'); javascript:abre_frame('3','4','','','314441406'); ordem 1 grau 1 2a Questão Marque a alternativa que indica a solução da equação y" + 2y' + y = 0. y = C1et + C2e-5t y = C1e-t + C2e-t y = C1e-t + C2 y = C1e-t + C2et y = C1e-3t + C2e-2t 3a Questão Determinando na equação diferencial abaixo a sua ordem e o seu grau encontramos: y"+3y'+6y=sen(x) ordem 1 grau 3 ordem 2 grau 2 ordem 1 grau 1 ordem 2 grau 1 ordem 1 grau 2 4a Questão São grandezas escalares, exceto: A energia cinética nos pontos da trajetória do trenzinho da montanha russa. A espessura da parede da minha sala é 10cm. O carro parado na porta da minha casa. A temperatura do meu corpo João empurrando um carrinho de mão, cheio de livros. 5a Questão Resolva a seguinte EDO EXATA: y′=5y−2x−5x+3y2y′=5y−2x−5x+3y2 −5xy+y3+x2=k−5xy+y3+x2=k −5y+y3+x2=k−5y+y3+x2=k −5x2+y3+x2=k−5x2+y3+x2=k −5x+y3+x2=k−5x+y3+x2=k −5xy2+y3+x2=k−5xy2+y3+x2=k Explicação: Inicie fazendo y′=dy/dxy′=dy/dx O método abrange desde a comprovação da Condição de Exatidão, escolhendo-se uma ordem de integração de M(x,y) ou N(x,y), chegando-se a uma função g(x,y) que, se derivada parcialmente em relação a x e a y, reproduza M(x,y) e N(x,y). Derive a função abaixo parcialmente em relação a x e a y e encontraremos M e N. −5xy+y3+x2=k−5xy+y3+x2=k 6a Questão Uma solução da equação diferencial y´=y é a função: y = 2x y = x2.e y = e2 y = e x y = x2 7a Questão Dadas as EDOs abaixo, determine quais são exatas. I - ydx+xdy=0ydx+xdy=0 II - (x−2y)dx+(x+y)dy=0(x−2y)dx+(x+y)dy=0 III - (2x2−y)dx+(x+y)dy=0(2x2−y)dx+(x+y)dy=0 Apenas a III. I, II e III são não exatas. I, II e III são exatas. Apenas a II. Apenas a I. Explicação: Uma EDO da forma Mdx +Ndy será exata quando dM/ dy = dN / dx 8a Questão Quais das opções melhor justifica o wronskiano do par de funções cost e sent. 1/2 1 -2 -1 2 5a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A5_201709074825_V1 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Identifique no intervalo[ - π,ππ,π] onde as funções {t,t2, t3}{t,t2, t3} são lineramente dependentes. t= π3t= π3 t=−πt=-π t=−π2t=-π2 t=0t=0 t= πt= π 2a Questão Dado um conjunto de funções {f1,f2,...,fn}{f1,f2,...,fn} , considere o determinante de ordem n: W(f1,f2,...,fn)W(f1,f2,...,fn) = ⎡⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣f1f2...fnf´1f´2...f´nf´´1f´´2...f´´n............f1n−1f2n−1...fnn−1⎤⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ javascript:abre_frame('1','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('1','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('2','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('2','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('3','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('3','5','','','314441314'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('2','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('3','5','','','314441314'); ⎥⎦[f1f2...fnf´1f´2...f´nf´´1f´´2...f´´n............f1n-1f2n-1...fnn-1] Calcule o Wronskiano formado pelas funções na primeira linha,pelas primeiras derivadas dessas funções na segunda linha, e assim por diante, até a (n-1)-ésima derivadas das funções na n- ésima linha. Sejam as funções: f(x)f(x)= e2⋅xe2⋅x ; g(x)g(x)=senxsenx e h(x)=x²+3x+1h(x)=x²+3x+1 Determine o Wronskiano W(f,g,h)W(f,g,h) em xx= 00. -2 1 7 2 -1 Explicação: A explicação da construção do wronskiano está no texto da pergunta. 3a Questão Determine o Wronskiano W(x,xex)W(x,xex) 2x2ex2x2ex exex x2exx2ex x2x2 x2e2xx2e2x 4a Questão Utilizando o método de resolução para EDO Linear de primeiro grau, determine a solução da equação: y′−(y/x)=2x4/ey′−(y/x)=2x4/e y(x)=(x5/e)+ky(x)=(x5/e)+k y(x)=(x/2e)+cky(x)=(x/2e)+ck y(x)=(x2/2e)+cxy(x)=(x2/2e)+cx y(x)=(e/2)+ky(x)=(e/2)+k y(x)=(x5/2e)+cxy(x)=(x5/2e)+cx Explicação: Resolver como ED linear de 1ª ordem da forma dy/dx + P(x)y = Q(x), onde P(x) = -1/x e Q(x) = 2x4/e 5a Questão Determine o Wronskiano W(x3,x5)W(x3,x5) 5x75x7 x7x7 3x73x7 4x74x7 2x72x7 6a Questão Classificando a equação diferencial entre: separável, homogênea, exata ou linear de primeira ordem. x.y' +2.y = 2 + ln(x) concluimos que ela é: homogênea linear de primeira ordem separável não é equação diferencial exata 7a Questão A relação entre o custo de fabricação por objeto (C) e o número de tipos objetos fabricados (x) é tal que a taxa de aumento do custo quando o número de tipos aumenta é expressa pela equação diferencial homogênea (dC(x)/dx ) = (C(x) + x)/x. Determinar a relação entre o custo de fabricação por objeto e o número de tipos de objetos fabricados, sabendo C(1)=1000 unidades monetárias. C(x) = 5ln x + 40 C(x) = 2x ln x C(x) = x(1000+ln x) C(x) = ln x C(x) = x(ln x) 8a Questão Seja uma equação diferencial ordinária (EDO) dada por y' + 2y = e2x . Se para x =0, y = 4, determine a solução desta EDO. Dado que y' = dy/dx y = (e 2x + 15.e-2x)/4 y = (-3e 2x + 19.e-2x)/4 y = (- e2x + 16.e-2x)/4 y = (3e2x + 13.e-2x)/4 y = (2e2x + 14.e-2x)/4 Explicação: Fator integrante: eIntegral(2dx) = e2x y. e2x = Integral (e2x . e2x dx) y. e2x = (1e4x)/4 + c y = (e2x)/4 + c.e-2x Para x=0, y = 4. Logo, 4 = (e2.0)/4 + c.e-2.0 4 = 1/4 + c c = 15/4 Logo, y = (e2x + 15.e-2x)/4 5a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A5_201709074825_V2 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Determinando na equação diferencial abaixo a sua ordem e o seu grau encontramos: y"+3yy'=exp(x) ordem 1 grau 3 ordem 1 grau 2 ordem 2 grau 1 ordem 1 grau 1 javascript:abre_frame('1','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('1','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('2','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('2','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('3','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('3','5','','','314441314'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('2','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('3','5','','','314441314'); ordem 2 grau 2 2a Questão Marque a alternativa que indica a solução geral da equação diferencial de 1ª ordem linear y´−2xy=xy´−2xy=x y=−12+cex2y=−12+cex2 y=12+cex2y=12+cex2 y=−12+ce−x3y=−12+ce−x3 y=12+ce−x3y=12+ce−x3 y=−12+ce−x2y=−12+ce−x2 Explicação: y=−12+cex3y=−12+cex3 Uma EDO linear da forma dy/dx + p(x)y = q(x) terá como solução y = [1/u(x)] . ∫u(x)q(x)dx∫u(x)q(x)dx onde u(x) = e^(∫p(x)dx∫p(x)dx 3a Questão Qual a única resposta correta como solução da ED : dydx=yx+1dydx=yx+1 ? `lny = ln|x| `lny = ln|x + 1| `lny = ln| 1 - x | `lny = ln|x - 1| `lny = ln| sqrt(x 1)| 4a Questão Dadas as EDOs abaixo, determine quais são lineares. I - y´+4xy=x4y´+4xy=x4 II - y´−2xy=xy´−2xy=x III - y´−3y=6y´−3y=6 Apenas a III. Nenhuma alternativa anterior está correta. Apenas a I. I, II e III são lineares. Apenas a II. Explicação: Uma EDO é linear quando a variável que está sendo derivada não tem, em nenhum termo, expoente diferente de 1 5a Questão O Wronskiano de 3ª ordem é o resultado do determinante de uma matriz 3x3, cuja primeira linha é formada por funções, a segunda linha pelas primeiras derivadas dessas funções e a terceira linha pelas segundas derivadas daquelas funções. O Wronskiano é utilizado para calcular se um conjunto de funções deriváveis são linearmente dependentes ou independentes. Caso o Wronskiano vseja igual a zero em algum ponto do intervalo, as funções são ditas linearmente dependentes nesse ponto. Identifique, entre os pontos do intervalo[−π,π][-π,π] apresentados, onde as funções t,sent,costt,sent,cost são linearmente dependentes. t=πt=π t=π2t=π2 t=π3t=π3 t=π4t=π4 t=0t=0 6a Questão Dada x.y´ = 4.y, resolver a equação diferencial por separação de variável. y = c.x^4 y = c.x^7 y = c.x^5 y = c.x^3 y = c.x 7a Questão Classificando a equaçâo diferencial entre : separável, homogênea, exata ou linear de primeira ordem. ydx + xdy = 0 concluimos que ela é; Separável, Homogênea, Exata e Linear de Primeira Ordem. Separável, Homogênea e Linear de Primeira Ordem. Homogênea, Exata e Linear de Primeira Ordem. Separável, Exata e Linear de Primeira Ordem. Separável, Homogênea e Exata 8a Questão Seja uma equação diferencial ordinária (EDO) dada por y' + 2y = e2x . Se para x =0, y = 4, determine a solução desta EDO. Dado que y' = dy/dx y = (2e2x + 14.e-2x)/4 y = (- e 2x + 16.e-2x)/4 y = (e 2x + 15.e-2x)/4 y = (3e2x + 13.e-2x)/4 y = (-3e2x + 19.e-2x)/4 Explicação: Fator integrante: eIntegral(2dx) = e2x y. e2x = Integral (e2x . e2x dx) y. e2x = (1e4x)/4 + c y = (e2x)/4 + c.e-2x Para x=0, y = 4. Logo, 4 = (e2.0)/4+ c.e-2.0 4 = 1/4 + c c = 15/4 Logo, y = (e2x + 15.e-2x)/4 5a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A5_201709074825_V3 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Identifique no intervalo[ - π,ππ,π] onde as funções {t,t2, t3}{t,t2, t3} são lineramente dependentes. javascript:abre_frame('1','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('1','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('2','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('2','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('3','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('3','5','','','314441314'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('2','5','','','314441314'); javascript:abre_frame('3','5','','','314441314'); t=0t=0 t=−πt=-π t= πt= π t= π3t= π3 t=−π2t=-π2 2a Questão Dado um conjunto de funções {f1,f2,...,fn}{f1,f2,...,fn} , considere o determinante de ordem n: W(f1,f2,...,fn)W(f1,f2,...,fn) = ⎡⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣f1f2...fnf´1f´2...f´nf´´1f´´2...f´´n............f1n−1f2n−1...fnn−1⎤⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎦[f1f2...fnf´1f´2...f´nf´´1f´´2...f´´n............f1n-1f2n-1...fnn-1] Calcule o Wronskiano formado pelas funções na primeira linha,pelas primeiras derivadas dessas funções na segunda linha, e assim por diante, até a (n-1)-ésima derivadas das funções na n- ésima linha. Sejam as funções: f(x)f(x)= e2⋅xe2⋅x ; g(x)g(x)=senxsenx e h(x)=x²+3x+1h(x)=x²+3x+1 Determine o Wronskiano W(f,g,h)W(f,g,h) em xx= 00. 2 -2 -1 7 1 Explicação: A explicação da construção do wronskiano está no texto da pergunta. 3a Questão Determine o Wronskiano W(x,xex)W(x,xex) exex 2x2ex2x2ex x2e2xx2e2x x2x2 x2exx2ex 4a Questão Utilizando o método de resolução para EDO Linear de primeiro grau, determine a solução da equação: y′−(y/x)=2x4/ey′−(y/x)=2x4/e y(x)=(x5/2e)+cxy(x)=(x5/2e)+cx y(x)=(x/2e)+cky(x)=(x/2e)+ck y(x)=(e/2)+ky(x)=(e/2)+k y(x)=(x5/e)+ky(x)=(x5/e)+k y(x)=(x2/2e)+cxy(x)=(x2/2e)+cx Explicação: Resolver como ED linear de 1ª ordem da forma dy/dx + P(x)y = Q(x), onde P(x) = -1/x e Q(x) = 2x4/e 5a Questão Determine o Wronskiano W(x3,x5)W(x3,x5) 4x74x7 x7x7 2x72x7 3x73x7 5x75x7 6a Questão Classificando a equação diferencial entre: separável, homogênea, exata ou linear de primeira ordem. x.y' +2.y = 2 + ln(x) concluimos que ela é: linear de primeira ordem não é equação diferencial homogênea exata separável 7a Questão A relação entre o custo de fabricação por objeto (C) e o número de tipos objetos fabricados (x) é tal que a taxa de aumento do custo quando o número de tipos aumenta é expressa pela equação diferencial homogênea (dC(x)/dx ) = (C(x) + x)/x. Determinar a relação entre o custo de fabricação por objeto e o número de tipos de objetos fabricados, sabendo C(1)=1000 unidades monetárias. C(x) = 2x ln x C(x) = 5ln x + 40 C(x) = x(ln x) C(x) = x(1000+ln x) C(x) = ln x 8a Questão Seja uma equação diferencial ordinária (EDO) dada por y' + 2y = e2x . Se para x =0, y = 4, determine a solução desta EDO. Dado que y' = dy/dx y = (-3e2x + 19.e-2x)/4 y = (- e 2x + 16.e-2x)/4 y = (2e2x + 14.e-2x)/4 y = (3e2x + 13.e-2x)/4 y = (e 2x + 15.e-2x)/4 Explicação: Fator integrante: eIntegral(2dx) = e2x y. e2x = Integral (e2x . e2x dx) y. e2x = (1e4x)/4 + c y = (e2x)/4 + c.e-2x Para x=0, y = 4. Logo, 4 = (e2.0)/4 + c.e-2.0 4 = 1/4 + c c = 15/4 Logo, y = (e2x + 15.e-2x)/4 6a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A6_201709074825_V1 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Dinâmica populacional - Sabendo que o modelo de crescimento populacional supõe que a taxa de crescimento de uma população dy/dt é proporcional a população presente naquele instante y(t), portanto podemos descreve-lo como um problema de Valor Inicial dy/dt = k y onde y(0) = y0. Com base nessa informação, encontre a solução do problema de crescimento populacional (problema de valor inicial) sabendo que y0 = 3 e que em 10 dias havia 240 indivíduos. O problema terá a solução y (t) = t2 ekt . Como em 10 dias a população é de 240 indivíduos teremos 45t/10 O problema terá a solução y (t) = 3 e kt . Como em 10 dias a população é de 240 indivíduos teremos 3.80 t/10 O problema terá a solução y (t) = 3 e4t . Como em 10 dias a população é de 240 indivíduos teremos 80 t/10 O problema terá a solução y (t) = 7ekt . Como em 10 dias a população é de 240 indivíduos teremos 56t/10 O problema terá a solução y (t) = ekt + t. Como em 10 dias a população é de 240 indivíduos teremos 3.80 2a Questão Podemos afirmar que o fator integrante da equação (6xy)dx+(4y+9x2)dy(6xy)dx+(4y+9x2)dy é: I=xyI=xy I=2xI=2x I=2yI=2y I=y2I=y2 I=x2I=x2 Explicação: I=y2I=y2 javascript:abre_frame('1','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('1','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('2','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('2','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('3','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('3','6','','','314441399'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('2','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('3','6','','','314441399'); 3a Questão Marque a alternativa que indica a solução da equação y" + 4y = 0. y = C1cost + C2sent y = C1cos2t + C2sen2t y = C1cos6t + C2sen2t y = C1cos4t + C2sen4t y = C1cos3t + C2sen3t Explicação: Trata-se de uma EDH com raízes complexas, cuja resposta típica é do tipo: y=C1e(ax)cos(bx)+C2e(ax)sen(bx)y=C1e(ax)cos(bx)+C2e(ax)sen(bx) 4a Questão Seja a função f(x,y) = (3 y2 ) / (x+ y). Calcule o limite da função f(x,y) quando (x, y) tende a (-1,2). o Limite será 5. o Limite será 12. o Limite será 9. o Limite será 1. o Limite será 0. 5a Questão Encontre a função y(t), que é a solução da equação diferencial a seguir: d2ydt2+5dydt+4y(t)=0d2ydt2+5dydt+4y(t)=0 , com y(0)=1y(0)=1 e y'(0)=0y′(0)=0 y(t)=43e−t − 13e−(4t)y(t)=43e-t - 13e-(4t) y(t)=43e−t − 13e4ty(t)=43e-t - 13e4t y(t)=43e−t+13e−(4t)y(t)=43e-t+13e-(4t) y(t)=53e−t+23e−(4t)y(t)=53e-t+23e-(4t) y(t)= − 43e−t − 13e−(4t)y(t)= - 43e-t - 13e-(4t) Explicação: Trata-se de um PVI - Problema de Valor Inicial, pois, as condições são no mesmo ponto. A equação característica é: m²+5m+4=0m²+5m+4=0 .....cujas raízes são: m1=−1;m2=−4m1=−1;m2=−4. A resposta típica é: y=C1e−t+C2e−4ty=C1e−t+C2e−4t Aplicando as condições do PVI na equação acima, determina-se a resposta esperada. 6a Questão Seja y1 = cos x e y2 = sen x soluções particulares da equação y + y = 0. Calcule o Wronskiano. O Wronskiano será 1. O Wronskiano será 0. O Wronskiano será 5. O Wronskiano será 3. O Wronskiano será 13. 7a Questão Aplicando a transformada de Laplace na função y = 4sen4t, obtemos: ss²+16ss²+16 4s²+44s²+4 16s²+1616s²+16 4s²+164s²+16 4ss²+164ss²+16 8a Questão O estudo das equações diferenciais lineares de segunda ordem com coeficientes constantes foram estudados em duas fases, a primeira tratando dasEDOs deste tipo homogêneas e posteriormente as não homogêneas. A solução das homogêneas é bastante fácil, resumindo a três casos, em função das raízes da equação característica. Como podemos formar a solução particular quando após a iguadade na EDO for um polinômio ? O grau do polinômio da particular será dada por m+h, onde h é a menor ordem de derivada da EDO e m é o grau do polinômio após a igualdade na EDO O grau do polinômio da particular será dada por m-h, onde h é a menor ordem de derivada da EDO e m é o grau do polinômio após a igualdade na EDO. O grau do polinômio da particular será dada por m-h, onde h é a maior ordem de derivada da EDO e m é o grau do polinômio após a igualdade na EDO O grau do polinômio da particular será dada por m+h, onde h é a menor ordem de derivada da EDO e m é o menor grau do polinômio após a igualdade na EDO. Nenhuma das alternativas Explicação: Esta questão trata de uma EDO de segunda ordem. Após a igualdade temos um polinômio de grau m. O h da resposta está relacionado com a menor ordem de derivada que a EDO apresenta no lado esquerdo da equação. Então, o grau da proposta da solução particular é dada por m+h. 6a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A6_201709074825_V2 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão Dado um conjunto de funções {f1,f2,...,fn}{f1,f2,...,fn} , considere o determinante de ordem n: W(f1,f2,...,fn)W(f1,f2,...,fn) = ⎡⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣f1f2...fnf´1f´2...f´nf´´1f´´2...f´´n............f1n−1f2n−1...fnn−1⎤⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎦[f1f2...fnf´1f´2...f´nf´´1f´´2...f´´n............f1n-1f2n-1...fnn-1] Calcule o Wronskiano formado pelas funções na primeira linha,pelas primeiras derivadas dessas funções na segunda linha, e assim por diante, até a (n-1)-ésima derivadas das funções na n- ésima linha. Sejam as funções: f(x)f(x)= e2xe2x ; javascript:abre_frame('1','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('1','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('2','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('2','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('3','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('3','6','','','314441399'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('2','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('3','6','','','314441399'); g(x)g(x)=senxsenx e h(x)=x2+3x+1h(x)=x2+3x+1 Determine o Wronskiano W(f,g,h)W(f,g,h) em xx= 00. -1 1 -2 2 7 Explicação: Calculando-se o Wronskiano, encontra-se W= -2. 2a Questão As Linhas de Força e as linhas Equipotenciais interceptam-se ortogonalmente. Determinar as linhas de força do campo elétrico gerado por dois fios paralelos de material condutor, carregados com cargas opostas de mesma intensidade, encontrando as trajetórias ortogonais da família x2 + y2 + 1 = 2 Cx. Sugestão: Usar o fator integrante u(y) = y - 2 Será :x 2+ y2 - 1 = Ky Será :x2+ y2 = Ky Será : y2 - 1 = Ky Será :x 2 - 1 = Ky Será :x2+ 1 = Ky 3a Questão Descreva o domínio da função z=(x+y-2)1/2 Nenhuma das respostas anteriores {(x,y) 2| x+y = 2} {(x,y) 2| x+y2 ≥ 2} {(x,y) 2| x+y ≥ 2} {(x,y) 3| x+y ≥ - 2} 4a Questão Determine a ordem da equação diferencial abaixo e diga se ela é linear ou não. d2ydt2+sen(t+y)=td2ydt2+sen(t+y)=t 3ª ordem e linear. 1ª ordem e não linear. 2ª ordem e não linear. 1ª ordem e linear. 2ª ordem e linear. Explicação: A ordem de uma ED é a ordem da derivada de maior ordem que aparece na equação e, nesse caso, temos uma ED de segunda ordem e não linear por causa do sen(t+y)sen(t+y) 5a Questão Encontre a função y(t), que é a solução da equação diferencial a seguir: d2ydt2+5dydt+4y(t)=0d2ydt2+5dydt+4y(t)=0 , com y(0)=1y(0)=1 e y'(0)=0y′(0)=0 y(t)=43e−t+13e−(4t)y(t)=43e-t+13e-(4t) y(t)=43e−t − 13e−(4t)y(t)=43e-t - 13e-(4t) y(t)= − 43e−t − 13e−(4t)y(t)= - 43e-t - 13e-(4t) y(t)=53e−t+23e−(4t)y(t)=53e-t+23e-(4t) y(t)=43e−t − 13e4ty(t)=43e-t - 13e4t Explicação: Trata-se de um PVI - Problema de Valor Inicial, pois, as condições são no mesmo ponto. Equação característica: m²+5m+4=0m²+5m+4=0...(1) Raízes: m1=−1;m2=−4m1=−1;m2=−4 ... A resposta típica é: y(t)=C1e−t+C2e−4ty(t)=C1e−t+C2e−4t....(2) Vamos aplicar o PVI na equação (2): y(0)=1;y′(0)=0y(0)=1;y′(0)=0 Teremos um sistenma com duas equações do qual calculamos: C1=43;C2=−13C1=43;C2=−13 Finalmente, substituindo as constantes na equação (2), teremos: y(t)=y(t)=43e−t−13e−4t43e−t−13e−4t 6a Questão Encontre a função y(t), que é a solução da equação diferencial a seguir: d2ydt2+5dydt+4y(t)=0d2ydt2+5dydt+4y(t)=0 , com y(0)=1y(0)=1 e y'(0)=0y′(0)=0 y(t)=43e−t − 13e4ty(t)=43e-t - 13e4t y(t)= − 43e−t − 13e−(4t)y(t)= - 43e-t - 13e-(4t) y(t)=43e−t − 13e−(4t)y(t)=43e-t - 13e-(4t) y(t)=53e−t+23e−(4t)y(t)=53e-t+23e-(4t) y(t)=43e−t+13e−(4t)y(t)=43e-t+13e-(4t) Explicação: Trata-se de um PVI - Problema de Valor Inicial, pois, as condições são no mesmo ponto. Equação característica: m²+5m+4=0m²+5m+4=0...(1) Raízes: m1=−1;m2=−4m1=−1;m2=−4 ... A resposta típica é: y(t)=C1e−t+C2e−4ty(t)=C1e−t+C2e−4t....(2) Vamos aplicar o PVI na equação (2): y(0)=1;y′(0)=0y(0)=1;y′(0)=0 Teremos um sistenma com duas equações do qual calculamos: C1=43;C2=−13C1=43;C2=−13 Finalmente, substituindo as constantes na equação (2), teremos: y(t)=y(t)=43e−t−13e−4t43e−t−13e−4t 7a 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 o tempo necessário para a temperatura atingir 75 0 F . 15,4 min 2 min 10 min 3 min 20 min 8a 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. 79,5 graus F -5 graus F 49,5 graus F 0 graus F 20 graus F 6a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A6_201709074825_V3 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão javascript:abre_frame('1','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('1','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('2','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('2','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('3','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('3','6','','','314441399'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('2','6','','','314441399'); javascript:abre_frame('3','6','','','314441399'); Dinâmica populacional - Sabendo que o modelo de crescimento populacional supõe que a taxa de crescimento de uma população dy/dt é proporcional a populaçãopresente naquele instante y(t), portanto podemos descreve-lo como um problema de Valor Inicial dy/dt = k y onde y(0) = y0. Com base nessa informação, encontre a solução do problema de crescimento populacional (problema de valor inicial) sabendo que y0 = 3 e que em 10 dias havia 240 indivíduos. O problema terá a solução y (t) = 7ekt . Como em 10 dias a população é de 240 indivíduos teremos 56t/10 O problema terá a solução y (t) = 3 e 4t . Como em 10 dias a população é de 240 indivíduos teremos 80 t/10 O problema terá a solução y (t) = t2 ekt . Como em 10 dias a população é de 240 indivíduos teremos 45t/10 O problema terá a solução y (t) = ekt + t. Como em 10 dias a população é de 240 indivíduos teremos 3.80 O problema terá a solução y (t) = 3 e kt . Como em 10 dias a população é de 240 indivíduos teremos 3.80 t/10 2a Questão Podemos afirmar que o fator integrante da equação (6xy)dx+(4y+9x2)dy(6xy)dx+(4y+9x2)dy é: I=xyI=xy I=2yI=2y I=y2I=y2 I=2xI=2x I=x2I=x2 Explicação: I=y2I=y2 3a Questão Marque a alternativa que indica a solução da equação y" + 4y = 0. y = C1cost + C2sent y = C1cos4t + C2sen4t y = C1cos3t + C2sen3t y = C1cos2t + C2sen2t y = C1cos6t + C2sen2t Explicação: Trata-se de uma EDH com raízes complexas, cuja resposta típica é do tipo: y=C1e(ax)cos(bx)+C2e(ax)sen(bx)y=C1e(ax)cos(bx)+C2e(ax)sen(bx) 4a Questão Seja a função f(x,y) = (3 y2 ) / (x+ y). Calcule o limite da função f(x,y) quando (x, y) tende a (-1,2). o Limite será 1. o Limite será 9. o Limite será 12. o Limite será 5. o Limite será 0. 5a Questão Encontre a função y(t), que é a solução da equação diferencial a seguir: d2ydt2+5dydt+4y(t)=0d2ydt2+5dydt+4y(t)=0 , com y(0)=1y(0)=1 e y'(0)=0y′(0)=0 y(t)=43e−t − 13e−(4t)y(t)=43e-t - 13e-(4t) y(t)=43e−t − 13e4ty(t)=43e-t - 13e4t y(t)=53e−t+23e−(4t)y(t)=53e-t+23e-(4t) y(t)= − 43e−t − 13e−(4t)y(t)= - 43e-t - 13e-(4t) y(t)=43e−t+13e−(4t)y(t)=43e-t+13e-(4t) Explicação: Trata-se de um PVI - Problema de Valor Inicial, pois, as condições são no mesmo ponto. A equação característica é: m²+5m+4=0m²+5m+4=0 .....cujas raízes são: m1=−1;m2=−4m1=−1;m2=−4. A resposta típica é: y=C1e−t+C2e−4ty=C1e−t+C2e−4t Aplicando as condições do PVI na equação acima, determina-se a resposta esperada. 6a Questão Seja y1 = cos x e y2 = sen x soluções particulares da equação y + y = 0. Calcule o Wronskiano. O Wronskiano será 1. O Wronskiano será 5. O Wronskiano será 0. O Wronskiano será 3. O Wronskiano será 13. 7a Questão Aplicando a transformada de Laplace na função y = 4sen4t, obtemos: 4ss²+164ss²+16 4s²+44s²+4 4s²+164s²+16 16s²+1616s²+16 ss²+16ss²+16 8a Questão O estudo das equações diferenciais lineares de segunda ordem com coeficientes constantes foram estudados em duas fases, a primeira tratando das EDOs deste tipo homogêneas e posteriormente as não homogêneas. A solução das homogêneas é bastante fácil, resumindo a três casos, em função das raízes da equação característica. Como podemos formar a solução particular quando após a iguadade na EDO for um polinômio ? O grau do polinômio da particular será dada por m+h, onde h é a menor ordem de derivada da EDO e m é o menor grau do polinômio após a igualdade na EDO. Nenhuma das alternativas O grau do polinômio da particular será dada por m+h, onde h é a menor ordem de derivada da EDO e m é o grau do polinômio após a igualdade na EDO O grau do polinômio da particular será dada por m-h, onde h é a maior ordem de derivada da EDO e m é o grau do polinômio após a igualdade na EDO O grau do polinômio da particular será dada por m-h, onde h é a menor ordem de derivada da EDO e m é o grau do polinômio após a igualdade na EDO. Explicação: Esta questão trata de uma EDO de segunda ordem. Após a igualdade temos um polinômio de grau m. O h da resposta está relacionado com a menor ordem de derivada que a EDO apresenta no lado esquerdo da equação. Então, o grau da proposta da solução particular é dada por m+h. 7a aula Lupa Vídeo PPT MP3 Exercício: CCE1298_EX_A7_201709074825_V1 15/04/2019 (Finaliz.) Aluno(a): ADRIANO ALVES FRAZÃO 2019.1 - F Disciplina: CCE1298 - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III 201709074825 1a Questão javascript:abre_frame('1','7','','','314441390'); javascript:abre_frame('1','7','','','314441390'); javascript:abre_frame('2','7','','','314441390'); javascript:abre_frame('2','7','','','314441390'); javascript:abre_frame('3','7','','','314441390'); javascript:abre_frame('3','7','','','314441390'); javascript:diminui(); javascript:aumenta(); javascript:abre_frame('1','7','','','314441390'); javascript:abre_frame('2','7','','','314441390'); javascript:abre_frame('3','7','','','314441390'); Seja a função f(x,y)=2x³+xy. A derivada na direção do vetor v=3i-4j, no ponto P=(1,-2) tem valor de: 8/5 11/2 10/3 13/4 18/7 2a Questão O gráfico das curvas de nível e o gráfico de f(x,y)=x2+y2 pode ser definido pelas curvas: Quando z = 1 temos uma circunferência de raio 1, 1 =x2+y2 Quando z = 4 temos uma circunferência de raio 2, 4 =x2+y2 Quando z = 1 temos uma circunferência de raio 1, 2 =2x+2y Quando z = 4 temos uma circunferência de raio 2, 2 =x+y Nenhuma das respostas anteriores Quando z = 1 temos uma circunferência de raio 1, 1 =2x+2y Quando z = 4 temos uma circunferência de raio 2, 2 =x+y Quando z = 1 temos uma circunferência de raio 1, 1 =x+y Quando z = 4 temos uma circunferência de raio 2, 4 =x+y 3a Questão Sabendo que y1 = cos x e y2 = sen x são soluções particulares da equação y + y = 0 utilizando o princípio de superposição podemos afirmar que: I - y = c1 sen x + c2 cos x também é solução da equação. II - y = c1 sen x + c2 cos x não é solução da equação. III - y1/y2 é LI IV - o Wronskiano nos garante que se y1 e y2 são LI, entao o W(y1,y2) é dirente de zero em cada ponto num intervalo aberto I. Todas as afirmações são verdadeiras, Apenas I e IV são verdadeiras. Apenas IV é verdadeiras Apenas I, III e IV são verdadeiras. Apenas I e II são verdadeiras. 4a Questão Determine caso exista o limite da função (x2y)/(x2+y2) quando (x,y) tende a (0,0). Nenhuma das respostas anteriores tende a x tende a 1 tende a 9 tende a zero 5a Questão Encontre a função y(t), que é a solução da equação diferencial a seguir: d2ydt2+5dydt+4y(t)=0d2ydt2+5dydt+4y(t)=0 , com y(0)=1y(0)=1 e y'(0)=0y′(0)=0 y(t)=43e−t+13e−(4t)y(t)=43e-t+13e-(4t) y(t)= − 43e−t − 13e−(4t)y(t)= - 43e-t - 13e-(4t) y(t)=43e−t − 13e4ty(t)=43e-t - 13e4t y(t)=43e−t − 13e−(4t)y(t)=43e-t - 13e-(4t) y(t)=53e−t+23e−(4t)y(t)=53e-t+23e-(4t) Explicação: Trata-se de um PVI - Problema de Valor Inicial, pois, as condições são no mesmo ponto. Equação característica: m²+5m+4=0m²+5m+4=0...(1) Raízes: m1=−1;m2=−4m1=−1;m2=−4 ... A resposta típica é: y(t)=C1e−t+C2e−4ty(t)=C1e−t+C2e−4t....(2) Vamos aplicar o PVI na equação (2): y(0)=1;y′(0)=0y(0)=1;y′(0)=0 Teremos um sistenma com duas equações do qual calculamos: C1=43;C2=−13C1=43;C2=−13 Finalmente, substituindo as constantes na equação (2), teremos: y(t)=y(t)=43e−t−13e−4t43e−t−13e−4t 6a Questão Sobre Transformadas de Laplace podemos afirmar: 1. É um método simples. 2. Serve para transformar uma Equação Diferencial com condições iniciais em uma equação algébrica, de modo a obter uma solução deste PVI de uma forma indireta sem calcular a solução geral. 3. Equação Diferencial são resolvidas através de integrais e derivadas. 4.
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