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1a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Suponha a equação diferencial ordinária y " + y = 0. Das alternativas abaixo, marque a única que é uma solução particular dessa EDO: y = ex + 1 y = Ln(x2+1) y = senx + cosx y = x2 + x y = senx + tgx Respondido em 05/10/2020 20:56:43 Explicação: Y = senx + cosx, logo y' = cosx - senx e y" = -senx - cosx. Substituindo na EDO, 0 = 0 2a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Qual é a classificação quanto ao grau e a ordem da equação diferencial d3y/dx2−y=0d3y/dx2−y=0 3ª ordem e 1º Grau 2ª ordem e 1º Grau 3ª ordem e 2º Grau 2ª ordem e 3º Grau 2ª ordem e 2º Grau Respondido em 05/10/2020 20:56:55 Explicação: Classificação e Método de Resolução 3a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Um corpo à temperatura de 50ºF é colocado ao ar livre onde a temperatura é de 100ºF. Se, após 5 min, a temperatura do corpo é de 60ºF, determine aproximadamente o tempo necessário para que o corpo atinja a temperatura de 75ºF. 16 mim 18 mim 17 mim 20 mim 19 mim Respondido em 05/10/2020 20:56:59 Explicação: Modelagem de Equações diferenciais 4a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Encontre o Fator Integrante da equação diferencial (2x3 + y)dx - xdy = 0 -y2 -5y2 y2 -3y2 3y2 Respondido em 05/10/2020 20:59:33 Explicação: Fator Integrante 5a Questão Acerto: 0,0 / 1,0 A taxa de crescimento de uma bactéria (dN/dt ) é proporcional ao número N de bactérias presentes no meio, no instante t considerado. Suponha que no instante inicial existam N0 bactérias. A solução geral da EDO ordinária que modela o fenômeno descrito é: N = C.t, C é uma constante positiva N = N0.e-C.t , C é uma constante positiva N = C.t2 C é uma constante positiva N = N0.eC.t, C é uma constante positiva N = N0.Ln(C.t), C é uma constante positiva Respondido em 05/10/2020 21:00:27 Explicação: dN/dt = CN. Integrando, LN(N/N0) = C.(t-0). N = N0.eC.t 6a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Seja a EDO de 2ª ordem dada por y" + 3y' - 4y = x. em que as condições iniciais são y(0) = 0 e y'(0) = 0. Determine a solução dessa EDO: y = 1/60 + ex + e-4x y = -3/16 - x/4 + ex/5 - e-4x/80 y = x/4 + 19ex/60 + e-4x y = ex/60 + 30.e-4x y = 1/3 + x/4 + 19.ex/60 + e-4x Respondido em 05/10/2020 20:58:11 Explicação: Equação característica e solução geral. Substituição das condições iniciais. 7a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 A função y(x) = c1.e-x + c2.e2x é solução geral de qual EDO ? Y" + Y' - Y = 0 Y" + Y' + Y = 0 Y" - Y' - 2Y = 0 Y" + 2Y' + Y = 0 Y" + 2Y' + 2Y = 0 Respondido em 05/10/2020 21:09:34 Explicação: raízes -1 e 2, então (r + 1) . (r ¿ 2) = 0. Assim equação característica r2 - r - 2 = 0 8a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Seja a EDO y" +3y' - 4y = x. Das alternativas a seguir, indique a única que é solução dessa EDO y = 1/3 + x/4 + c1.ex + c2.e-4x y = c1.ex + c2.e-4x y = 1 + c1.ex + c2.e-4x y = -3/16 - x/4 + c1.ex + c2.e-4x y = x/4 + c1.ex + c2.e-4x Respondido em 05/10/2020 21:11:56 Explicação: Equação característica e solução geral. 9a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 Seja a transformada de Laplace da função f(t) representada por L{f(t)} = F(s). Determine a transformada de Laplace de f(t) = e3t. F(s) = 3/s, para s > 0 F(s) = 1/(s-3), para s > 3 F(s) = 1/(s+3), para s > - 3 F(s) = 1/s3, para s > 0 F(s) = 3/s , para s > 0 Respondido em 05/10/2020 21:11:43 Explicação: LETRA B. Tabela. 10a Questão Acerto: 1,0 / 1,0 É um exemplo de uma função par : f(x)= 2x f(x) = -x f(x)= c , sendo c uma constante f(x)= 1/x f(x)=x2 Respondido em 05/10/2020 21:09:12 Explicação: Função Par Seja a EDO de primeira ordem dy - xdx - dx = 0. A solução geral dessa EDO é dada por: y(x) = 0,5.x2 + 2.x + c y(x) = 0,5.x2 + x + c y(x) = x2 + 0,5.x + c y(x) = x2 + x + 0,5 y(x) = x2 + x + 2c Explicação: Separação de variáveis: dy = (x+1)dx. Integrando y = x2/2 + x + c 2. 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. I, II e III são lineares. Apenas a alternativa II é linear. I, II e III são não lineares. Apenas a alternativa I é linear. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Apenas a alternativa III é linear. Explicação: Ref.: http://www.uel.br/projetos/matessencial/superior/edo/edo0.htm#edo0102, acesso em 31 JUL 19 3. Encontre uma solução para equação diferencial dy/dx=3x+3dy/dx=3x+3 y=3x2/2+4x+cy=3x2/2+4x+c y=5x2/2+3x+cy=5x2/2+3x+c y=3x2/2+x+cy=3x2/2+x+c y=x2/2+3x+cy=x2/2+3x+c y=3x2/2+3x+cy=3x2/2+3x+c Explicação: Equação Diferencial 4. "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. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp (I) e (III) (I), (II) e (III) (I) e (II) (II) e (III) (I) Explicação: Ref.: http://www.mat.ufpb.br/milton/disciplinas/edo/livro_edo.pdf, pg.2/3, acesso em 31 JUL 19 5. Encontre uma solução particular para a equação diferencial dy/dx=−2+xdy/dx=−2+x sendo y( 1) = 4 y=−2x+x2/2+9/2y=−2x+x2/2+9/2 y=−2x+x2/2+5/2y=−2x+x2/2+5/2 y=−2x+x2/2+11/2y=−2x+x2/2+11/2 y=−2x+x2/2+13/2y=−2x+x2/2+13/2 y=−2x+x2/2+7/2y=−2x+x2/2+7/2 Explicação: Conceitos básicos de equações diferenciais 6. Resolver a equação diferencial dy/dx=3x2+2xdy/dx=3x2+2x y=x3+x2+cy=x3+x2+c y=x3−x2+cy=x3−x2+c y=x3+2x2+cy=x3+2x2+c y=−2x3+x2+cy=−2x3+x2+c https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp y=4x3+x2+cy=4x3+x2+c Explicação: Conceitos básicos de equações diferenciais 7. Resolva a equação diferencial 3x - y' = 3 y=−x+3x2/2+cy=−x+3x2/2+c y=−6x+3x2/2+cy=−6x+3x2/2+c y=−4x+3x2/2+cy=−4x+3x2/2+c y=−3x+3x2/2+cy=−3x+3x2/2+c y=−3x+3x2+cy=−3x+3x2+c Explicação: Conceitos básicos de equações diferenciais 8. Suponha a equação diferencial ordinária y " + y = 0. Das alternativas abaixo, marque a única que é uma solução particular dessa EDO: y = x2 + x y = senx + tgx y = Ln(x2+1) y = ex + 1 y = senx + cosx https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Explicação: Y = senx + cosx, logo y' = cosx - senx e y" = -senx - cosx. Substituindo na EDO, 0 = 0 1. Considere as funções a seguir. Identifiquea única que não é homogênea: f(x,y) = (x2 - y) f(x,y) = x2 - y2 f(x,y) = (2x2 - 3y2) f(x,y) = (x2 + 2y2) f(x,y) = x - y Explicação: f(tx, ty) = (tx)2 - (ty) = (t2x2) - t y. Assim, f(tx, ty) é diferente de t2 .f(x,y) 2. 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 https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 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: 8; 9; 12; 9 7; 8; 9; 8 8; 8; 11; 9 7; 8; 11; 10 8; 8; 9; 8 Explicação: Ref.: http://www.uel.br/projetos/matessencial/superior/edo/edo0.htm#edo0102, acesso em 31 JUL 19 3. Considere as funções a seguir. Identifique a única que é homogênea. f(x,y) = x2 - y f(x,y) = x - xy f(x,y) = (3x2 + 2y2) f(x,y) = (2x2 + x - 3y2) f(x,y) = (5x2 - y) Explicação: f(tx, ty) = 3(tx)2 - 2(ty)2. Assim, f(tx, ty) = t2 .f(x,y) https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 4. 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)linear (a)linear (b)não linear impossivel identificar (a)linear (b)linear (a)não linear (b)não linear Explicação: Ref.: http://www.uel.br/projetos/matessencial/superior/edo/edo0.htm#edo0102, acesso em 31 JUL 19 5. Encontre a solução geral da equação diferencial (y2 - x) dx + 2y dy = 0 f(x,y)=y3ex−xex+exf(x,y)=y3ex−xex+ex f(x,y)=y2ex−xex+exf(x,y)=y2ex−xex+ex f(x,y)=2y2ex−xex+exf(x,y)=2y2ex−xex+ex f(x,y)=y2ex+xex+exf(x,y)=y2ex+xex+ex f(x,y)=y2ex−xex+2exf(x,y)=y2ex−xex+2ex Explicação: Classificação e Método de Resolução 6. Equação do tipo dy/dx+Py=Qdy/dx+Py=Qé conhecida como : https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Equação de Bernoulli Problema do valor inicial Equações Lineares Equação de Lagrange Método do valor integrante Explicação: Equação diferencial 7. A equação diferencial(x−(d2y)/(dx2))3−y(d2y)/(dx2)=(1−x(d3y)/(dx 3))5(x−(d2y)/(dx2))3−y(d2y)/(dx2)=(1−x( d3y)/(dx3))5é de ordem e grau respectivamente: 3ª ordem e 3º grau 4ª ordem e 3º grau 5ª ordem e 2º grau 2ª ordem e 3º grau 5ª ordem e 5º grau Explicação: Classificação e Método 8. Qual é a classificação quanto ao grau e a ordem da equação diferencial d3y/dx2−y=0d3y/dx2−y=0 2ª ordem e 1º Grau https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 2ª ordem e 3º Grau 3ª ordem e 1º Grau 2ª ordem e 2º Grau 3ª ordem e 2º Grau Explicação: Classificação e Método de Resolução 1. Considere a equação diferencial ordinária y' - y - 2ex = 0. Determine a solução geral dessa equação. Y(x) = (2x + c).ex y(x) = (3x + c).ex y(x) = (x + c).e-x y(x) = (3x + c).e-x y(x) = (x + c).ex Explicação: Solução: y' - 2y = ex Fator integrante e^(integral -1dx) = e-x e-x.y = Integral(2ex.e-x)dx e-x.y =2x + c y(x) = (2x + c).ex 2. Verifique se a equação (2x-1) dx + (3y+7) dy = 0 é exata. É exata, pois (δMδx)=(δNδy)=4(δMδx)=(δNδy)=4 É exata, pois (δMδy)=(δNδx)=0(δMδy)=(δNδx)=0 https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp É exata, pois (δMδy)=(δNδx)=5x(δMδy)=(δNδx)=5x É exata, pois (δMδx)=(δNδy)=0(δMδx)=(δNδy)=0 É exata, pois (δMδx)=(δNδy)=7(δMδx)=(δNδy)=7 Explicação: Ref.: https://www.ime.unicamp.br/~valle/Teaching/2016/MA311/Aula3.pdf, acesso em 08 AGO 19. 3. Considere a equação diferencial ordinária y' - y = 3ex . Determine a solução geral dessa equação. y(x) = (3x + c).ex y(x) = (x + c).e-x y(x) = (3x + c).e-x Y(x) = (2x + c).e-x y(x) = (x + c).ex Explicação: Solução: y' - y = 3ex Fator integrante e^(integral -1dx) = e-x e-x.y = Integral(3ex.e-x)dx e-x.y =3x + c y(x) = (3x + c).ex 4. https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp Dadas as EDOs abaixo, determine quais são exatas. 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 Apenas I e II. Apenas I e III. Apenas II e II. Todas não são exatas. Todas são exatas. Explicação: Ref.: https://www.ime.unicamp.br/~valle/Teaching/2016/MA311/Aula3.pdf, acesso em 08 AGO 19 5. Certo material radioativo decai a uma taxa proporcional à quantidade presente. Se existem inicialmente 80 miligramas de material e se, após duas horas, o material perdeu 10% de sua massa original. Sabendo que esta questão pode ser modelada segundo a equação diferencialN(t)=c.ek.tN(t)=c.ek.t qual é o valor da constante C ? 70 60 90 80 100 Explicação: Modelagem de Equações diferenciais https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 6. Um termômetro é removido de uma sala, em que a temperatura é de 60oF, e colocado do lado de fora, em que a temperatura é de 10oF. Após 0,5 minuto, o termômetro marcava 50oF. Se formos usar esse exemplo como modelagem de uma equação diferencial, onde será usado a lei de resfriamento de Newton, temos que a temperatura constante do ambiente é de: 90º C 60º C 50º C 70º C 80º C Explicação: Modelagem de Equações diferenciais 7. Um ecologista que está estudando em uma floresta modela a dinâmica das populações de raposas e coelhos na região usando as equações predador-presa: dC/dt=0,060C−0,0015CR e dR/dt=−0,12R+0,003CR Encontre uma solução de equilíbrio para este modelo: 50 e 400 40 e 600 20 e 400 60 e 600 40 e 400 Explicação: Modelagem de Equações diferenciais https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 8. Um corpo à temperatura de 50ºF é colocado ao ar livre onde a temperatura é de 100ºF. Se, após 5 min, a temperatura do corpo é de 60ºF, determine aproximadamenteo tempo necessário para que o corpo atinja a temperatura de 75ºF. 20 mim 16 mim 18 mim 19 mim 17 mim Explicação: Modelagem de Equações diferenciais . Considere a equação diferencial ordinária y' + y - e-x = 0. Determine a solução geral dessa equação. y(x) = (x + c).e-x y(x) = (3x + c).ex y(x) = (3x + c).e-x Y(x) = (2x - c).e-x y(x) = (x + c).ex Explicação: Solução: y' +1. y = e-x Fator integrante e^(integral 1dx) = e-x ex.y = Integral(ex.e-x)dx ex.y =x + c y(x) = (x + c).e-x https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 2. Dadas as equações diferenciais ordinárias abaixo: I - t2d2ydt2+tdydt+y=ett2d2ydt2+tdydt+y=et II - dydt+2y2=sen(t+y)dydt+2y2=sen(t+y) III - d2ydt2+sen(t+y)=sen(t)d2ydt2+sen(t+y)=sen(t) Assinale a alternativa verdadeira. Apenas a alternativa IIé linear. I, II e III são lineares. Apenas a alternativa I é linear. Apenas a alternativa III é linear. I, II e III são não lineares. Explicação: Ref.: https://www.ime.unicamp.br/~valle/Teaching/2016/MA311/Aula1.pdf, acesso em 10 AGO 19 3. Considere a equação diferencial ordinária y' - y - ex = 0. Determine a solução geral dessa equação. y(x) = (3x + c).e-x y(x) = (x + c).e-x Y(x) = (2x - c).e-x y(x) = (x + c).ex y(x) = (3x + c).ex Explicação: Solução: y' - y = ex Fator integrante e^(integral -1dx) = e-x e-x.y = Integral(ex.e-x)dx https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp e-x.y =x + c y(x) = (x + c).ex 4. Resolvendo a equação diferencial xdy - ydx = 0, obtemos: ln y = ln x + C y + x = C e) x = ln y + C ln y = x + C y = ln x + C Explicação: dy/y = dx/x 5. Encontre o Fator Integrante da equação diferencial (2x3 + y)dx - xdy = 0 -3y2 3y2 -y2 y2 -5y2 Explicação: Fator Integrante https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 6. Ao afirmarmos que a EDO é exata estamos também afirmando que a função F(x,y) existe e que é do tipo: 3M(x,y)dx+2N(x,y)dy=03M(x,y)dx+2N(x,y)dy=0 M(x,y)dx+N(x,y)dy=0M(x,y)dx+N(x,y)dy=0 2M(x,y)dx+N(x,y)dy=02M(x,y)dx+N(x,y)dy=0 M(x,y)dx+2N(x,y)dy=0M(x,y)dx+2N(x,y)dy=0 −M(x,y)dx+2N(x,y)dy=0−M(x,y)dx+2N(x,y)dy=0 Explicação: equação exata 7. A equação separável ydx +secxdy = 0 não é exata. Com isso para facilitar a resolução, tornando a equação exata , iremos multiplicar a equação pelo fator de integração, das opções abaixo seria a correta P(x,y)=1/ secx P(x,y)=1/ysecx P(x,y)=x secy P(x,y)=y secx P(x,y)=1/x secy Explicação: Fatores Integrantes https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp 8. Encontre o Fator Integrante da equação diferencial ydx - (x + 6y2)dy = 0 3y2 y2 2y2 4y2 5y2 Explicação: fatores integrantes https://simulado.estacio.br/bdq_simulados_exercicio.asp
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