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Qual é a solução da equação \( y'' + 4y = 0 \)?

a) \( y = C_1 e^{2x} + C_2 e^{-2x} \)
b) \( y = C_1 \cos(2x) + C_2 \sin(2x) \)
c) \( y = C_1 e^{4x} + C_2 e^{-4x} \)
d) \( y = C_1 \cosh(2x) + C_2 \sinh(2x) \)
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Exercícios Para o Conhecimento

há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para resolver a equação diferencial \( y'' + 4y = 0 \), podemos observar que ela é uma equação diferencial linear de segunda ordem com coeficientes constantes. A forma característica da equação é \( r^2 + 4 = 0 \), que resulta em \( r^2 = -4 \). As raízes dessa equação são \( r = 2i \) e \( r = -2i \). Isso indica que a solução geral da equação diferencial será uma combinação linear de funções seno e cosseno, já que as raízes são puramente imaginárias. Portanto, a solução geral é dada por: \[ y = C_1 \cos(2x) + C_2 \sin(2x) \] Analisando as alternativas: a) \( y = C_1 e^{2x} + C_2 e^{-2x} \) - Não é a solução correta, pois envolve exponenciais reais. b) \( y = C_1 \cos(2x) + C_2 \sin(2x) \) - Esta é a solução correta. c) \( y = C_1 e^{4x} + C_2 e^{-4x} \) - Também não é a solução correta, pois envolve exponenciais reais. d) \( y = C_1 \cosh(2x) + C_2 \sinh(2x) \) - Não é a solução correta, pois envolve funções hiperbólicas. Portanto, a alternativa correta é: b) \( y = C_1 \cos(2x) + C_2 \sin(2x) \).

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b) \( y = Ce^{-4x} + \frac{3}{4} \)
c) \( y = Ce^{4x} + \frac{3}{4} \)
d) \( y = Ce^{-4x} - \frac{3}{4} \)

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