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Conclua de (b) que existe uma outra constante B tal que f (x) = A e−x + B ex, para todo x. Sejam f e g duas funções definidas e deriváveis em ℝ. Su...

Conclua de (b) que existe uma outra constante B tal que f (x) = A e−x + B ex, para todo x. Sejam f e g duas funções definidas e deriváveis em ℝ. Suponha que f (0) = 0, g (0) = 1 e que para todo x f′(x) = g (x) e g′ (x) = −f (x). Mostre que, para todo x, (f (x) − sen x)2 + (g (x) − cos x)2 = 0. Conclua de (a) que f (x) = sen x e g (x) = cos x. Utilizando o Exercício 1, determine a única função y = y (x), x ∈ ℝ, que satisfaça as condições dadas.

Essa pergunta também está no material:

Um curso de Cálculo Vol 1
899 pág.

Pré - Cálculo Universidade Federal FluminenseUniversidade Federal Fluminense

💡 1 Resposta

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A partir da equação f(x) = Ae^(-x) + Be^(x), podemos derivar ambos os lados em relação a x para obter f'(x) = -Ae^(-x) + Be^(x). Como f'(x) = g(x) e g'(x) = -f(x), podemos substituir na equação anterior para obter g(x) = -Ae^(-x) + Be^(x). Agora, podemos usar as condições iniciais f(0) = 0 e g(0) = 1 para encontrar os valores de A e B. Substituindo x = 0 na equação f(x) = Ae^(-x) + Be^(x), obtemos 0 = A + B, o que implica que B = -A. Substituindo x = 0 na equação g(x) = -Ae^(-x) + Be^(x), obtemos 1 = -A + B, o que implica que A = 1/2 e B = -1/2. Agora, podemos usar a equação f(x) = (1/2)e^(-x) - (1/2)e^(x) e g(x) = -(1/2)e^(-x) - (1/2)e^(x) para mostrar que (f(x) - sen(x))^2 + (g(x) - cos(x))^2 = 0 para todo x. Para concluir que f(x) = sen(x) e g(x) = cos(x), podemos usar a identidade trigonométrica sen^2(x) + cos^2(x) = 1 e a equação anterior para mostrar que f(x) = sen(x) e g(x) = cos(x). Usando o Exercício 1, podemos encontrar a única função y = y(x) que satisfaz as condições dadas, que é y(x) = (1/2)sen(x) - (1/2)cos(x).

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