Resumen ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden
1. MEGARESUMEN ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE PRIMER ORDEN
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¿Cómo reconocer el tipo de ecuación diferencial para poder resolverla de una manera más eficiente y rápida?
Debes tener un orden para poder identificar haciendo la ecuación diferencial, preguntando primeramente si es Bernoulli, luego separables, sino lo es, son homogéneas y si esta no lo es, será no homogénea, observemos el siguiente gráfico.
1. Ecuaciones diferenciales.
1.1. Bernoulli. Es de la forma ( ) ( ) en donde sus soluciones están dadas por: ∫ ( ) ∫ ∫ ( ) ( )
Ejemplo.
Solución. ( ) ( ) ∫ [∫ ∫ ]
Recordar.
2. 1.1.1. Otra forma de Bernoulli es ( ) ( ) en la cual se debe realizar un cambio de variable de la forma:
Ejemplo:
Solución.
Reemplazamos.
Escrito de otra forma. ∫ [∫ ∫ ]
3. 1.2. Ecuaciones separables. Es de la forma ( ) ( ) , son las más sencillas en donde sus soluciones están dadas por: ∫ ( ) ∫ ( )
Ejemplo. ( ) ( ) ∫
1.3. Ecuaciones homogéneas. Es una ecuación diferencial en la cual al multiplicar por lambda cada variable, esta se puede factorizar y reducir lambda.
Ejemplo: ( ) ( ) Recta , intersección en (0,0). Dividir por x en el numerador y denominador.
Cambio de variable sugerido:
Separar las diferenciales dz y dx y resolver por ecuaciones separables.
4. 1.4. Ecuaciones no homogéneas.
Se debe seguir el mismo procedimiento anterior, pero la forma de la ecuación diferencial es diferente, observemos el ejemplo.
Ejemplo.
Método de resolución.
Considerar el numerador y el denominador como rectas, y encontrar su intersección, en este caso se utilizará el método gauss-jordan, también se puede hacer por reducción, igualación o sustitución. ( )( )
Ya encontrada la intersección, se hace un cambio de variable.
Se sustituye en le ecuación original. ( ) ( ) ( ) ( )
Resolviendo.
Nos queda una ecuación homogénea y se resuelve de la misma manera que hicimos anteriormente.