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Seja a equação diferencial y′′+4y=0. Sabe-se que as funções y=cos(2x) e y=3sen(2x) são soluções da equação dada. Determine uma solução que atenda a condição inicial de y(0)=1 e y′(0)=4.

cos(2x)+2sen(2x)
cos(x)−2sen(2x)
−cos(2x)+3sen(2x)
cos(2x)+2sen(2x)
cosx+sen(x)
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ano passado

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ano passado

Para resolver a equação diferencial \( y'' + 4y = 0 \), sabemos que as soluções gerais são combinações lineares das funções \( y = \cos(2x) \) e \( y = \sin(2x) \). Assim, a solução geral pode ser escrita como: \[ y(x) = A \cos(2x) + B \sin(2x) \] onde \( A \) e \( B \) são constantes a serem determinadas pelas condições iniciais. Dadas as condições iniciais \( y(0) = 1 \) e \( y'(0) = 4 \): 1. Aplicando a condição \( y(0) = 1 \): \[ y(0) = A \cos(0) + B \sin(0) = A \cdot 1 + B \cdot 0 = A \] Portanto, \( A = 1 \). 2. Calculando a derivada \( y' \): \[ y'(x) = -2A \sin(2x) + 2B \cos(2x) \] Agora, aplicando a condição \( y'(0) = 4 \): \[ y'(0) = -2A \sin(0) + 2B \cos(0) = -2 \cdot 1 \cdot 0 + 2B \cdot 1 = 2B \] Portanto, \( 2B = 4 \) e \( B = 2 \). Assim, a solução que atende às condições iniciais é: \[ y(x) = \cos(2x) + 2\sin(2x) \] Portanto, a resposta correta é \( \cos(2x) + 2\sin(2x) \).

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