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Assinale a alternativa que corresponde a solução do problema de valor inicial: ⎧⎩⎨y′′−4y′+13y=0y(0)=−1y′(0)=2 a. y=−cos3x+43sen3x b. y=e2x(−cos3x) c. y=e2x(−cos3x+43sen3x) d. y=e2x(cos3x−43sen3x) e. y=e2x(43sen3x)
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Henrique De Cezaro

há 2 anos

Respostas

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há 7 meses

Para resolver o problema de valor inicial dado pela equação diferencial \(y'' - 4y' + 13y = 0\), precisamos encontrar a solução geral da equação característica associada. A equação característica é dada por: \[ r^2 - 4r + 13 = 0 \] Calculando o discriminante: \[ \Delta = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 13 = 16 - 52 = -36 \] Como o discriminante é negativo, teremos raízes complexas: \[ r = \frac{4 \pm \sqrt{-36}}{2} = 2 \pm 3i \] Assim, a solução geral da equação diferencial é: \[ y(x) = e^{2x}(C_1 \cos(3x) + C_2 \sin(3x)) \] Agora, precisamos aplicar as condições iniciais \(y(0) = -1\) e \(y'(0) = 2\) para determinar as constantes \(C_1\) e \(C_2\). 1. Aplicando \(y(0) = -1\): \[ y(0) = e^{0}(C_1 \cos(0) + C_2 \sin(0)) = C_1 = -1 \] 2. Agora, derivamos \(y(x)\): \[ y'(x) = e^{2x}(C_1 \cdot 2 + C_1 \cdot (-3 \sin(3x)) + C_2 \cdot 3 \cos(3x)) \] Substituindo \(x = 0\): \[ y'(0) = 2C_1 + 3C_2 = 2 \] Substituindo \(C_1 = -1\): \[ 2(-1) + 3C_2 = 2 \] \[ -2 + 3C_2 = 2 \] \[ 3C_2 = 4 \] \[ C_2 = \frac{4}{3} \] Portanto, a solução particular é: \[ y(x) = e^{2x}(-\cos(3x) + \frac{4}{3} \sin(3x)) \] Analisando as alternativas, a que corresponde à solução encontrada é: c) \(y = e^{2x}(-\cos(3x) + \frac{4}{3} \sin(3x))\) Portanto, a alternativa correta é a c.

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há 2 anos

Vamos analisar as alternativas: a. y = -cos(3x) + 4/3sen(3x) b. y = e^(2x)(-cos(3x)) c. y = e^(2x)(-cos(3x) + 4/3sen(3x)) d. y = e^(2x)(cos(3x) - 4/3sen(3x)) e. y = e^(2x)(4/3sen(3x)) Analisando as condições iniciais y(0) = -1 e y'(0) = 2, a alternativa correta é a letra c. y = e^(2x)(-cos(3x) + 4/3sen(3x)).

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