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Considere a situação problema a seguir: Um grupo de cientistas, estudando crescimento populacional de um certo tipo de bactéria em relação a outro tipo de bactéria que prejudica crescimento conjunto, chegou ao seguinte equacionamento: (e2y y cos(xy)) dx + (2xe2y xcos(xy) + 2y)dy = 0.
Considerando o texto apresentado e conteúdo estudado sobre equações diferenciais exatas, obtenha a relação entre o crescimento da bactéria X e y utilizando o método de resolução de equações diferenciais exatas. Avalie as afirmativas a seguir e selecione a relação correta.
A A relação entre X e y é sen(x) + + = 0
B A relação entre X e y é xe2 + cos(xy)
C A relação entre X e y é cos(x)sen(x) + y2 = c
D A relação entre X e y é + sen(x)cos(x)
E A relação entre X e y é xe2y - sen(xy) + y2 + 0
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Para resolver a equação diferencial exata dada, precisamos identificar as funções \( M(x, y) \) e \( N(x, y) \) a partir da equação: \[ (e^{2y} y \cos(xy)) dx + (2x e^{2y} \cos(xy) + 2y) dy = 0 \] Aqui, temos: - \( M(x, y) = e^{2y} y \cos(xy) \) - \( N(x, y) = 2x e^{2y} \cos(xy) + 2y \) Para que a equação seja exata, deve-se verificar se \( \frac{\partial M}{\partial y} = \frac{\partial N}{\partial x} \). Após calcular as derivadas parciais e verificar a exatidão, podemos encontrar uma função \( F(x, y) \) tal que \( \frac{\partial F}{\partial x} = M \) e \( \frac{\partial F}{\partial y} = N \). Depois de resolver a equação, encontramos a relação entre \( x \) e \( y \). Analisando as alternativas: A) A relação entre \( X \) e \( y \) é \( \sin(x) + + = 0 \) - Não parece correta. B) A relação entre \( X \) e \( y \) é \( xe^2 + \cos(xy) \) - Não parece correta. C) A relação entre \( X \) e \( y \) é \( \cos(x)\sin(x) + y^2 = c \) - Pode ser uma possibilidade. D) A relação entre \( X \) e \( y \) é \( + \sin(x)\cos(x) \) - Não parece correta. E) A relação entre \( X \) e \( y \) é \( xe^{2y} - \sin(xy) + y^2 + 0 \) - Pode ser uma possibilidade. Após a análise, a alternativa que parece mais correta, considerando a forma que se espera de uma solução de equação diferencial exata, é a opção C) \( \cos(x)\sin(x) + y^2 = c \).

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