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6 Marcar para revisão Seja a equação diferencial y" + 4y=0. Sabe-se que as funções Y = cos(2x) ey= 3sen(2x) são soluções da equação dada. Determine uma solução que atenda a condição inicial de y(0)=1ey(0)=4 A cos(2a) + 2sen(2.x) B cos(x) - 2sen(2x) C -cos(2x) + 3sen( (2x) D cos(2x) + 2sen (x) E cosx + sen(x)
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Bruno cassiano Santos

há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Para resolver a equação diferencial dada \( y'' + 4y = 0 \), sabemos que as soluções gerais são combinações lineares das funções \( \cos(2x) \) e \( \sin(2x) \). 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. Dado que temos as condições iniciais \( y(0) = 1 \) e \( y'(0) = 4 \), vamos aplicar essas condições. 1. Aplicando a condição inicial \( y(0) = 1 \): \[ y(0) = A \cos(0) + B \sin(0) = A \cdot 1 + B \cdot 0 = A \] Portanto, \( A = 1 \). 2. Calculando a derivada \( y'(x) \): \[ y'(x) = -2A \sin(2x) + 2B \cos(2x) \] 3. Aplicando a condição inicial \( y'(0) = 4 \): \[ y'(0) = -2A \sin(0) + 2B \cos(0) = -2 \cdot 1 \cdot 0 + 2B \cdot 1 = 2B \] Portanto, \( 2B = 4 \) implica que \( B = 2 \). Assim, a solução que atende às condições iniciais é: \[ y(x) = \cos(2x) + 2\sin(2x) \] Agora, vamos analisar as alternativas: A) \( \cos(2x) + 2\sin(2x) \) - Esta é a solução correta. B) \( \cos(x) - 2\sin(2x) \) - Não é a solução correta. C) \( -\cos(2x) + 3\sin(2x) \) - Não é a solução correta. D) \( \cos(2x) + 2\sin(x) \) - Não é a solução correta. E) \( \cos(x) + \sin(x) \) - Não é a solução correta. Portanto, a alternativa correta é a A) \( \cos(2x) + 2\sin(2x) \).

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