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Determine a solução da equação diferencial \( y' + 4y = 2 \).

a) \( y = Ce^{-4x} + \frac{1}{2} \)
b) \( y = Ce^{-4x} + \frac{1}{4} \)
c) \( y = Ce^{4x} + \frac{1}{2} \)
d) \( y = Ce^{4x} + \frac{1}{4} \)
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há 2 anos

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há 2 anos

Para resolver a equação diferencial \( y' + 4y = 2 \), vamos usar o método do fator integrante. 1. A equação é da forma \( y' + P(x)y = Q(x) \), onde \( P(x) = 4 \) e \( Q(x) = 2 \). 2. O fator integrante \( \mu(x) \) é dado por \( e^{\int P(x) \, dx} = e^{\int 4 \, dx} = e^{4x} \). 3. Multiplicamos toda a equação pela \( \mu(x) \): \[ e^{4x}y' + 4e^{4x}y = 2e^{4x} \] 4. A equação à esquerda é a derivada do produto \( (e^{4x}y) \): \[ \frac{d}{dx}(e^{4x}y) = 2e^{4x} \] 5. Integrando ambos os lados: \[ e^{4x}y = \int 2e^{4x} \, dx = \frac{1}{2}e^{4x} + C \] 6. Isolando \( y \): \[ y = \frac{1}{2} + Ce^{-4x} \] Portanto, a solução da equação diferencial é: \[ y = Ce^{-4x} + \frac{1}{2} \] A alternativa correta é: a) \( y = Ce^{-4x} + \frac{1}{2} \).

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