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As equações de Bernoulli são equações diferenciais da forma: y apostrophe plus p left parenthesis x right parenthesis. y equals q left parenthesis...

As equações de Bernoulli são equações diferenciais da forma: y apostrophe plus p left parenthesis x right parenthesis. y equals q left parenthesis x right parenthesis. y to the power of n, n element of straight real numbers Esta equação não é linear, a não ser que seja n equals 0 ou n equals 1. Dividindo-a pelo termo: y to the power of n e utilizando-se a substituição: w equals y to the power of 1 minus n end exponent obtém-se uma equação diferencial linear de primeira ordem em relação à função w open parentheses x close parentheses, que possui método de resolução conhecido. Após a determinação da função w, é necessário voltar para a função original y e, por fim, obter a solução geral da equação inicial. Este é apenas mais um exemplo das grandes contribuições dadas às ciências pelos membros da prodigiosa família suíça Bernoulli. Utilize o raciocínio anterior para analisar a equação a seguir e assinale a alternativa em que se apresenta a solução geral da mesma. y apostrophe plus fraction numerator 1 over denominator 6 x end fraction. y equals cos x. y to the power of negative 5 end exponent

Respostas

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Para resolver a equação diferencial dada, primeiro, vamos reescrevê-la na forma padrão de Bernoulli: \(y' + \frac{1}{6}x \cdot y = \cos(x) \cdot y^{-5}\) Agora, faremos a substituição \(w = y^{1-(-5)} = y^6\). Derivando \(w\) em relação a \(x\), obtemos: \(w' = 6y^5 \cdot y' = 6y^5 \cdot (y' + \frac{1}{6}x \cdot y)\) Substituindo \(y' + \frac{1}{6}x \cdot y\) por \(\cos(x) \cdot y^{-5}\), temos: \(w' = 6y^5 \cdot (\cos(x) \cdot y^{-5}) = 6\cos(x) \cdot y^0 = 6\cos(x)\) Agora, resolvemos a equação diferencial \(w' = 6\cos(x)\), que é linear. Integrando ambos os lados em relação a \(x\), obtemos: \(w = 6\int \cos(x) \,dx = 6\sin(x) + C\) Agora, substituímos \(w = y^6\) de volta na equação acima para encontrar a solução para \(y\): \(y^6 = 6\sin(x) + C\) Portanto, a solução geral da equação diferencial dada é: \(y = \left(6\sin(x) + C\right)^{1/6}\) Assim, a alternativa correta é a letra B) \(y = \left(6\sin(x) + C\right)^{1/6}\).

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