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Quando temos uma EDO exata, podemos pensar em uma lista de passos para resolvê-la. Assim, esses passos seriam: 1) Usar a diferencial total para co...

Quando temos uma EDO exata, podemos pensar em uma lista de passos para resolvê-la. Assim, esses passos seriam: 1) Usar a diferencial total para começar o processo de operações: dU=Mdx+Ndy 1) Escolher uma das equações, fraction numerator partial differential U over denominator partial differential x end fraction ou fraction numerator partial differential U over denominator partial differential y end fraction, e integrá-la. Vamos supor escolha de fraction numerator partial differential U over denominator partial differential x end fraction 2) Considerar a outra variável como constante. 3) Após integrar fraction numerator partial differential U over denominator partial differential x end fraction, encontraremos uma função de U 3) Comparar a derivada desse último resultado com fraction numerator partial differential U over denominator partial differential y end fraction 4) Com isso, obteremos uma função de y, que é uma derivada do tipo C'Sim 5) Integrar C'Sim e substituir em U Baseado no texto-base e nos conteúdos das aulas, calcule a solução para a EDO exata dada por 4 x y d x plus left parenthesis 2 x squared plus 3 y squared minus 20 right parenthesis d y equals 0 e assinale a alternativa que expressa esse resultado. Escolha uma: a. 2 x squared y plus y cubed equals c b. 2 x squared y plus 10 y equals c c. 2 x squared y plus y cubed over 3 equals 20 y equals c d. 2 x squared y plus y cubed minus 20 y equals c e. 2 over 3 x squared y plus y cubed equals c

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Vamos analisar as etapas para resolver a EDO exata fornecida: 1) A equação diferencial exata é dada por 4xy dx + (2x² + 3y² - 20) dy = 0. 2) Para resolver uma EDO exata, precisamos verificar se a equação é exata, ou seja, se ∂M/∂y = ∂N/∂x, onde M = 4xy e N = 2x² + 3y² - 20. 3) Calculando as derivadas parciais, temos: ∂M/∂y = 4x e ∂N/∂x = 4x. Como ∂M/∂y = ∂N/∂x, a equação é exata. 4) Agora, precisamos encontrar uma função potencial U tal que dU = M dx + N dy. 5) Integrando M em relação a x, obtemos U = 2x²y + g(y), onde g(y) é uma função a ser determinada. 6) Derivando parcialmente U em relação a y, obtemos ∂U/∂y = 2x² + g'(y). 7) Comparando com N = 2x² + 3y² - 20, temos g'(y) = 3y² - 20. Integrando g'(y), obtemos g(y) = y³ - 20y + C, onde C é uma constante arbitrária. 8) Substituindo g(y) de volta em U, obtemos U = 2x²y + y³ - 20y + C. 9) A solução geral da EDO exata é dada por U = C, onde C é uma constante. Analisando as opções fornecidas: a. 2x²y + y³ = C (Incorreto) b. 2x²y + 10y = C (Incorreto) c. 2x²y + y³/3 = 20y = C (Incorreto) d. 2x²y + y³ - 20y = C (Incorreto) e. 2/3x²y + y³ = C (Correto) Portanto, a alternativa correta que expressa a solução para a EDO exata fornecida é: e. 2/3x²y + y³ = C.

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Paulo Leandro

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