El documento presenta un resumen de los métodos de Euler y Heun para resolver ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden. Explica que el método de Euler divide el intervalo en subintervalos de igual tamaño y aproxima la solución mediante una ecuación de primer orden, mientras que el método de Heun mejora esta aproximación usando una regla del trapecio. Finalmente, incluye ejemplos numéricos para ilustrar la aplicación de ambos métodos.
Transformadas de laplace murray r. spiegelCesar Lima
Resolver la ecuación diferencial Y"+Y=t con condiciones iniciales Y(O)=1 y Y'(O)=-2. Tomando la transformada de Laplace de ambos lados, se obtiene una ecuación algebraica cuya solución es Y(s)=(1/s2+1)+(2/s2+1). Tomando la transformada inversa de Laplace se encuentra que la solución es Y(t)=t+cos t-3sen t.
Este documento presenta 10 problemas resueltos sobre ecuaciones diferenciales ordinarias que modelan el movimiento armónico simple de sistemas resorte-masa. Se calculan las constantes de los resortes, las ecuaciones diferenciales y las ecuaciones de movimiento para cada sistema, expresando las soluciones en función de las condiciones iniciales.
Este documento presenta diferentes métodos para la derivación e integración numérica. Explica cómo calcular la primera y segunda derivada de una función utilizando aproximaciones de diferencias finitas con 2 y 3 puntos. También describe cómo aplicar la extrapolación de Richardson para mejorar la precisión de los cálculos de derivadas numéricas. Finalmente, introduce un método para calcular derivadas en puntos no equiespaciados usando interpolación polinómica.
1) El documento explica el concepto de derivadas parciales de funciones de varias variables y cómo se utilizan para determinar cómo cambia el valor de una función cuando cambia una de sus variables independientes. 2) Define formalmente las derivadas parciales de primer orden y presenta la notación comúnmente usada. 3) Proporciona ejemplos numéricos para ilustrar cómo calcular derivadas parciales de funciones de dos variables.
Este documento presenta un resumen de las propiedades de los fluidos y conceptos básicos de mecánica de fluidos. El autor agradece a varias personas por su ayuda en la elaboración del documento. El documento está dedicado a sus hermanos y contiene cinco capítulos sobre temas como peso específico, viscosidad, presión, ecuación de Bernoulli y flujo laminar y turbulento.
Una masa de 2.4 kg de aire a 150 kPa y 12°C se comprime en un cilindro sin fricción hasta 600 kPa manteniendo la temperatura constante. El trabajo de compresión calculado es de 272 kJ. Un dispositivo contiene 5 kg de refrigerante 134a a 800 kPa y 70°C que se enfría a 15°C a presión constante. La cantidad de calor cedido es de 1173 kJ.
El viscosímetro de tubo capilar mide la viscosidad de los fluidos mediante la medición del tiempo que tarda una cantidad de fluido en pasar a través de un tubo capilar bajo una presión constante, lo que permite calcular la viscosidad según la ecuación de Poiseuille. El viscosímetro de bola que cae mide el tiempo que tarda una esfera sólida en recorrer una distancia dentro de un tubo inclinado con la muestra, lo que determina su viscosidad dinámica en mPa·s y se usa principalmente para sustancias
Este documento presenta varias ecuaciones fundamentales de física y mecánica de fluidos. En menos de 3 oraciones, resume las ecuaciones de la ley de los gases ideales, la conservación de la energía y la conservación del impulso, así como la relación entre la temperatura en grados Celsius y Fahrenheit.
Transformadas de laplace murray r. spiegelCesar Lima
Resolver la ecuación diferencial Y"+Y=t con condiciones iniciales Y(O)=1 y Y'(O)=-2. Tomando la transformada de Laplace de ambos lados, se obtiene una ecuación algebraica cuya solución es Y(s)=(1/s2+1)+(2/s2+1). Tomando la transformada inversa de Laplace se encuentra que la solución es Y(t)=t+cos t-3sen t.
Este documento presenta 10 problemas resueltos sobre ecuaciones diferenciales ordinarias que modelan el movimiento armónico simple de sistemas resorte-masa. Se calculan las constantes de los resortes, las ecuaciones diferenciales y las ecuaciones de movimiento para cada sistema, expresando las soluciones en función de las condiciones iniciales.
Este documento presenta diferentes métodos para la derivación e integración numérica. Explica cómo calcular la primera y segunda derivada de una función utilizando aproximaciones de diferencias finitas con 2 y 3 puntos. También describe cómo aplicar la extrapolación de Richardson para mejorar la precisión de los cálculos de derivadas numéricas. Finalmente, introduce un método para calcular derivadas en puntos no equiespaciados usando interpolación polinómica.
1) El documento explica el concepto de derivadas parciales de funciones de varias variables y cómo se utilizan para determinar cómo cambia el valor de una función cuando cambia una de sus variables independientes. 2) Define formalmente las derivadas parciales de primer orden y presenta la notación comúnmente usada. 3) Proporciona ejemplos numéricos para ilustrar cómo calcular derivadas parciales de funciones de dos variables.
Este documento presenta un resumen de las propiedades de los fluidos y conceptos básicos de mecánica de fluidos. El autor agradece a varias personas por su ayuda en la elaboración del documento. El documento está dedicado a sus hermanos y contiene cinco capítulos sobre temas como peso específico, viscosidad, presión, ecuación de Bernoulli y flujo laminar y turbulento.
Una masa de 2.4 kg de aire a 150 kPa y 12°C se comprime en un cilindro sin fricción hasta 600 kPa manteniendo la temperatura constante. El trabajo de compresión calculado es de 272 kJ. Un dispositivo contiene 5 kg de refrigerante 134a a 800 kPa y 70°C que se enfría a 15°C a presión constante. La cantidad de calor cedido es de 1173 kJ.
El viscosímetro de tubo capilar mide la viscosidad de los fluidos mediante la medición del tiempo que tarda una cantidad de fluido en pasar a través de un tubo capilar bajo una presión constante, lo que permite calcular la viscosidad según la ecuación de Poiseuille. El viscosímetro de bola que cae mide el tiempo que tarda una esfera sólida en recorrer una distancia dentro de un tubo inclinado con la muestra, lo que determina su viscosidad dinámica en mPa·s y se usa principalmente para sustancias
Este documento presenta varias ecuaciones fundamentales de física y mecánica de fluidos. En menos de 3 oraciones, resume las ecuaciones de la ley de los gases ideales, la conservación de la energía y la conservación del impulso, así como la relación entre la temperatura en grados Celsius y Fahrenheit.
Ecuaciones diferenciales - Métodos de SoluciónKike Prieto
Este documento presenta métodos para resolver ecuaciones diferenciales, incluyendo variables separables, ecuaciones homogéneas y ecuaciones de coeficientes lineales. Define variables separables y muestra cómo integrarlas para obtener la solución general. Explica que las ecuaciones homogéneas pueden transformarse en variables separables mediante sustituciones adecuadas. Resuelve varios ejercicios como ejemplos de aplicación de estos métodos.
Este documento presenta fórmulas y conceptos fundamentales de hidráulica. Explica la densidad, presión, energía, caudal, pérdidas de carga y fuerzas en tuberías y canales. También incluye tablas de diámetros y espesores comunes, así como equivalencias de unidades físicas usadas en hidráulica.
Este documento presenta tres modelos matemáticos expresados como ecuaciones diferenciales: 1) la propagación de una enfermedad, 2) la mezcla de soluciones salinas de diferentes concentraciones, y 3) un circuito eléctrico en serie con un inductor, resistor y capacitor. Se explica brevemente cada modelo y se proporciona un ejercicio de aplicación para cada uno.
Este documento presenta una introducción a los conceptos básicos de la termodinámica, incluyendo definiciones de sustancias puras, sistemas termodinámicos, propiedades del sistema, estado, procesos y equilibrio térmico. También explica conceptos como presión, temperatura, escalas de temperatura y leyes de la termodinámica. El objetivo es definir los términos fundamentales de la termodinámica necesarios para iniciar el estudio de esta ciencia.
Este documento presenta información sobre el autor Dr. Nestor Javier Lanza Mejía, profesor de ingeniería civil en la Universidad Nacional de Ingeniería. Detalla su educación y experiencia académica y profesional. También incluye un prólogo y contenido para un texto sobre ejercicios resueltos de hidráulica dirigido a estudiantes de ingeniería. El texto contiene ejemplos de problemas resueltos en varias áreas como mecánica de fluidos, hidráulica, hidrología e hidráulica
1) El documento presenta fórmulas y cálculos para determinar defectos en materiales cristalinos como vacantes, átomos sustitucionales e intersticiales. Incluye ejemplos de cálculo de densidad, fracción atómica y número de defectos por unidad de volumen o masa para diferentes materiales como cobre, paladio, litio y plomo.
2) También explica la relación entre tensión uniaxial aplicada y esfuerzo cortante resultante que actúa en sistemas de deslizamiento de un monocrist
Este documento presenta un solucionario para el libro "Ecuaciones Diferenciales Dennis G. Zill" que cubre los capítulos 2 al 7, incluyendo secciones específicas de cada capítulo sobre temas como ecuaciones diferenciales ordinarias de primer y segundo orden, series de potencias, ecuaciones lineales de segundo orden, y ecuaciones en derivadas parciales. El documento proporciona una dirección web para acceder al solucionario.
Tema 20 4.7 multiplicadores-de_lagrange..excelenteAlegares
Este documento presenta varios ejemplos de aplicación del método de los multiplicadores de Lagrange para encontrar valores extremos de funciones sujetas a restricciones. Se describen problemas de maximización y minimización de funciones de una, dos y tres variables con diferentes restricciones, y se resuelven usando la ecuación gf ∇=∇ λ.
Aplicaciones de las ecuaciones diferenciales a problemas vaciado de tanques (...Yeina Pedroza
Este documento explica el uso de ecuaciones diferenciales ordinarias para modelar y resolver problemas de vaciado de tanques. Introduce conceptos clave como orden, grado y tipos de soluciones de ecuaciones diferenciales. Aplica el teorema de Torricelli para derivar una ecuación que describe cómo la velocidad de salida de un líquido depende de la altura en el tanque. Finalmente, presenta un modelo matemático general para calcular cómo cambia el nivel de un líquido en un tanque con el tiempo a medida que sale a trav
Este documento presenta el método numérico de Runge-Kutta para resolver ecuaciones diferenciales ordinarias. Explica que este método iterativo permite resolver ecuaciones diferenciales sin necesidad de integrales. Luego, describe las fórmulas para los métodos de Runge-Kutta de segundo, tercer y cuarto orden. Finalmente, resuelve dos ejemplos numéricamente usando el método de cuarto orden y el software MATLAB.
Este documento presenta varios problemas relacionados con el cambio de entropía durante procesos termodinámicos. En el primer problema, se calcula el cambio de entropía de un fluido de trabajo y una fuente durante un ciclo de Carnot. En el segundo problema, se determina el cambio de entropía de un refrigerante 134a y el espacio refrigerado durante un proceso de evaporación. Finalmente, los últimos problemas calculan el cambio de entropía de sustancias puras como el refrigerante 134a y el agua durante procesos que involucran cambios
La primera ley de la termodinámica establece que la energía no puede ser creada ni destruida, solo puede ser convertida de una forma a otra. Se deduce la ecuación de la primera ley, que expresa que la variación neta de energía de un sistema es igual a la energía transferida como calor menos el trabajo realizado más la variación de energía interna. Finalmente, se aplica la ley a sistemas abiertos en estado estacionario, donde la ecuación de la primera ley relaciona la energía transferida como calor, trabajo y flujos
Este documento describe los detalles de un proyecto de construcción de una carretera. Explica los materiales que se usarán, como concreto y asfalto, el trazado de la ruta de 10 millas, y un cronograma tentativo de 18 meses para completar el proyecto.
El documento presenta la ecuación de Bernoulli para la conservación de la energía en sistemas de fluidos. Explica que la ecuación relaciona la presión, elevación y velocidad en dos puntos de un fluido en movimiento, asumiendo que no hay pérdidas de energía. También provee ejemplos numéricos para ilustrar cómo aplicar la ecuación al cálculo de variables como la velocidad, presión y caudal en sistemas de tuberías y toberas.
1. El documento presenta una serie de ejercicios de hidrostática. El primero calcula la altura de una columna de agua en un barómetro dada la presión atmosférica. El segundo determina la presión manométrica debida a una columna de mercurio. El tercero calcula la intensidad de presión en un punto dado la presión en otro punto.
Este documento describe el método iterativo de Jacobi para resolver sistemas de ecuaciones lineales. Explica que el método convierte el sistema en un proceso iterativo que genera una secuencia de vectores que convergen a la solución. Luego, detalla los pasos del algoritmo de Jacobi y presenta un ejemplo numérico. Finalmente, establece condiciones suficientes para la convergencia del método, como que la matriz sea estrictamente dominante por filas.
Este documento presenta un agradecimiento del profesor Lionel Fernández a varias personas que lo ayudaron con su trabajo sobre propiedades de fluidos mecánicos. El documento incluye un índice de cinco capítulos sobre peso específico, viscosidad, presión, distribución de velocidades y parámetros adimensionales de fluidos.
Este documento presenta la resolución de varios problemas relacionados con la segunda ley de la termodinámica y la entropía. Se calculan parámetros como la eficiencia de máquinas térmicas, el calor absorbido y liberado por dispositivos como refrigeradores y bombas de calor. También se analizan procesos termodinámicos como la transferencia de calor entre agua y el aire.
Este documento presenta una serie de problemas de transferencia de calor relacionados con diferentes temas como conducción unidimensional y bidimensional, convección forzada y natural, radiación e intercambio térmico. Incluye 10 problemas de muestra con sus respectivas soluciones para que sirvan como ejemplo y guía de resolución de otros problemas similares. El documento proporciona una introducción breve a cada tema y contiene tablas con propiedades termofísicas de diferentes materiales para facilitar los cálculos requeridos.
Un collarín de 3 kg puede deslizarse sin fricción sobre una varilla vertical y descansa en equilibrio sobre un resorte. Se empuja hacia abajo, comprimiendo el resorte 150 mm y se suelta. Si se sabe que la constante del resorte es k=2,6 kN⁄m, determine:
La atura máxima h que alcanza el collarín sobre su posición de equilibrio.
La rapidez máxima del collarín.
Este documento describe el método de interpolación polinomial de Newton para aproximar funciones. Explica cómo calcular las diferencias divididas necesarias para construir un polinomio de Newton de grado específico y evaluarlo en un punto dado. Proporciona dos ejemplos completos que ilustran el proceso paso a paso para polinomios de segundo y cuarto grado.
Este documento presenta una serie de ejercicios de matemáticas sobre números enteros, operaciones básicas, fracciones, porcentajes y problemas. Incluye más de 50 preguntas para practicar conceptos como adición, sustracción, multiplicación y división de números enteros y fracciones, conversión de fracciones a decimales y viceversa, ordenamiento de fracciones, y cálculo de porcentajes y distancias basados en velocidad.
Ecuaciones diferenciales - Métodos de SoluciónKike Prieto
Este documento presenta métodos para resolver ecuaciones diferenciales, incluyendo variables separables, ecuaciones homogéneas y ecuaciones de coeficientes lineales. Define variables separables y muestra cómo integrarlas para obtener la solución general. Explica que las ecuaciones homogéneas pueden transformarse en variables separables mediante sustituciones adecuadas. Resuelve varios ejercicios como ejemplos de aplicación de estos métodos.
Este documento presenta fórmulas y conceptos fundamentales de hidráulica. Explica la densidad, presión, energía, caudal, pérdidas de carga y fuerzas en tuberías y canales. También incluye tablas de diámetros y espesores comunes, así como equivalencias de unidades físicas usadas en hidráulica.
Este documento presenta tres modelos matemáticos expresados como ecuaciones diferenciales: 1) la propagación de una enfermedad, 2) la mezcla de soluciones salinas de diferentes concentraciones, y 3) un circuito eléctrico en serie con un inductor, resistor y capacitor. Se explica brevemente cada modelo y se proporciona un ejercicio de aplicación para cada uno.
Este documento presenta una introducción a los conceptos básicos de la termodinámica, incluyendo definiciones de sustancias puras, sistemas termodinámicos, propiedades del sistema, estado, procesos y equilibrio térmico. También explica conceptos como presión, temperatura, escalas de temperatura y leyes de la termodinámica. El objetivo es definir los términos fundamentales de la termodinámica necesarios para iniciar el estudio de esta ciencia.
Este documento presenta información sobre el autor Dr. Nestor Javier Lanza Mejía, profesor de ingeniería civil en la Universidad Nacional de Ingeniería. Detalla su educación y experiencia académica y profesional. También incluye un prólogo y contenido para un texto sobre ejercicios resueltos de hidráulica dirigido a estudiantes de ingeniería. El texto contiene ejemplos de problemas resueltos en varias áreas como mecánica de fluidos, hidráulica, hidrología e hidráulica
1) El documento presenta fórmulas y cálculos para determinar defectos en materiales cristalinos como vacantes, átomos sustitucionales e intersticiales. Incluye ejemplos de cálculo de densidad, fracción atómica y número de defectos por unidad de volumen o masa para diferentes materiales como cobre, paladio, litio y plomo.
2) También explica la relación entre tensión uniaxial aplicada y esfuerzo cortante resultante que actúa en sistemas de deslizamiento de un monocrist
Este documento presenta un solucionario para el libro "Ecuaciones Diferenciales Dennis G. Zill" que cubre los capítulos 2 al 7, incluyendo secciones específicas de cada capítulo sobre temas como ecuaciones diferenciales ordinarias de primer y segundo orden, series de potencias, ecuaciones lineales de segundo orden, y ecuaciones en derivadas parciales. El documento proporciona una dirección web para acceder al solucionario.
Tema 20 4.7 multiplicadores-de_lagrange..excelenteAlegares
Este documento presenta varios ejemplos de aplicación del método de los multiplicadores de Lagrange para encontrar valores extremos de funciones sujetas a restricciones. Se describen problemas de maximización y minimización de funciones de una, dos y tres variables con diferentes restricciones, y se resuelven usando la ecuación gf ∇=∇ λ.
Aplicaciones de las ecuaciones diferenciales a problemas vaciado de tanques (...Yeina Pedroza
Este documento explica el uso de ecuaciones diferenciales ordinarias para modelar y resolver problemas de vaciado de tanques. Introduce conceptos clave como orden, grado y tipos de soluciones de ecuaciones diferenciales. Aplica el teorema de Torricelli para derivar una ecuación que describe cómo la velocidad de salida de un líquido depende de la altura en el tanque. Finalmente, presenta un modelo matemático general para calcular cómo cambia el nivel de un líquido en un tanque con el tiempo a medida que sale a trav
Este documento presenta el método numérico de Runge-Kutta para resolver ecuaciones diferenciales ordinarias. Explica que este método iterativo permite resolver ecuaciones diferenciales sin necesidad de integrales. Luego, describe las fórmulas para los métodos de Runge-Kutta de segundo, tercer y cuarto orden. Finalmente, resuelve dos ejemplos numéricamente usando el método de cuarto orden y el software MATLAB.
Este documento presenta varios problemas relacionados con el cambio de entropía durante procesos termodinámicos. En el primer problema, se calcula el cambio de entropía de un fluido de trabajo y una fuente durante un ciclo de Carnot. En el segundo problema, se determina el cambio de entropía de un refrigerante 134a y el espacio refrigerado durante un proceso de evaporación. Finalmente, los últimos problemas calculan el cambio de entropía de sustancias puras como el refrigerante 134a y el agua durante procesos que involucran cambios
La primera ley de la termodinámica establece que la energía no puede ser creada ni destruida, solo puede ser convertida de una forma a otra. Se deduce la ecuación de la primera ley, que expresa que la variación neta de energía de un sistema es igual a la energía transferida como calor menos el trabajo realizado más la variación de energía interna. Finalmente, se aplica la ley a sistemas abiertos en estado estacionario, donde la ecuación de la primera ley relaciona la energía transferida como calor, trabajo y flujos
Este documento describe los detalles de un proyecto de construcción de una carretera. Explica los materiales que se usarán, como concreto y asfalto, el trazado de la ruta de 10 millas, y un cronograma tentativo de 18 meses para completar el proyecto.
El documento presenta la ecuación de Bernoulli para la conservación de la energía en sistemas de fluidos. Explica que la ecuación relaciona la presión, elevación y velocidad en dos puntos de un fluido en movimiento, asumiendo que no hay pérdidas de energía. También provee ejemplos numéricos para ilustrar cómo aplicar la ecuación al cálculo de variables como la velocidad, presión y caudal en sistemas de tuberías y toberas.
1. El documento presenta una serie de ejercicios de hidrostática. El primero calcula la altura de una columna de agua en un barómetro dada la presión atmosférica. El segundo determina la presión manométrica debida a una columna de mercurio. El tercero calcula la intensidad de presión en un punto dado la presión en otro punto.
Este documento describe el método iterativo de Jacobi para resolver sistemas de ecuaciones lineales. Explica que el método convierte el sistema en un proceso iterativo que genera una secuencia de vectores que convergen a la solución. Luego, detalla los pasos del algoritmo de Jacobi y presenta un ejemplo numérico. Finalmente, establece condiciones suficientes para la convergencia del método, como que la matriz sea estrictamente dominante por filas.
Este documento presenta un agradecimiento del profesor Lionel Fernández a varias personas que lo ayudaron con su trabajo sobre propiedades de fluidos mecánicos. El documento incluye un índice de cinco capítulos sobre peso específico, viscosidad, presión, distribución de velocidades y parámetros adimensionales de fluidos.
Este documento presenta la resolución de varios problemas relacionados con la segunda ley de la termodinámica y la entropía. Se calculan parámetros como la eficiencia de máquinas térmicas, el calor absorbido y liberado por dispositivos como refrigeradores y bombas de calor. También se analizan procesos termodinámicos como la transferencia de calor entre agua y el aire.
Este documento presenta una serie de problemas de transferencia de calor relacionados con diferentes temas como conducción unidimensional y bidimensional, convección forzada y natural, radiación e intercambio térmico. Incluye 10 problemas de muestra con sus respectivas soluciones para que sirvan como ejemplo y guía de resolución de otros problemas similares. El documento proporciona una introducción breve a cada tema y contiene tablas con propiedades termofísicas de diferentes materiales para facilitar los cálculos requeridos.
Un collarín de 3 kg puede deslizarse sin fricción sobre una varilla vertical y descansa en equilibrio sobre un resorte. Se empuja hacia abajo, comprimiendo el resorte 150 mm y se suelta. Si se sabe que la constante del resorte es k=2,6 kN⁄m, determine:
La atura máxima h que alcanza el collarín sobre su posición de equilibrio.
La rapidez máxima del collarín.
Este documento describe el método de interpolación polinomial de Newton para aproximar funciones. Explica cómo calcular las diferencias divididas necesarias para construir un polinomio de Newton de grado específico y evaluarlo en un punto dado. Proporciona dos ejemplos completos que ilustran el proceso paso a paso para polinomios de segundo y cuarto grado.
Este documento presenta una serie de ejercicios de matemáticas sobre números enteros, operaciones básicas, fracciones, porcentajes y problemas. Incluye más de 50 preguntas para practicar conceptos como adición, sustracción, multiplicación y división de números enteros y fracciones, conversión de fracciones a decimales y viceversa, ordenamiento de fracciones, y cálculo de porcentajes y distancias basados en velocidad.
Este documento presenta un problema de optimización de recursos para la producción de tres artículos (I, II, III) en una fábrica. Se proporcionan los requerimientos técnicos de insumos por unidad de cada artículo y el plan de producción proyectado de 50, 30 y 20 unidades respectivamente. Se calculan las horas-hombre y horas-máquina necesarias multiplicando estas matrices. Luego, se transforma una matriz de coordenadas aplicando diferentes transformaciones matriciales como traslación y reflexión para graficar los resultados.
El documento presenta un examen de ingreso a la Facultad de Ciencias Económicas que contiene 8 problemas de matemáticas. El primer problema involucra realizar operaciones algebraicas. El segundo problema trata sobre contratar obreros para terminar una obra. El tercer problema pide simplificar una expresión algebraica.
Este documento presenta un examen de Sistemas Lineales que contiene 3 problemas a resolver. Se pide determinar respuestas de impulso y paso de subsistemas en serie y paralelo, así como energías de señales de entrada y salida. También se pide analizar la causalidad y estabilidad BIBO de un sistema formado por 5 subsistemas interconectados. Finalmente, se pide hallar la respuesta impulso y de paso de un sistema LTI discreto dado.
Este documento presenta un problema de programación lineal resuelto mediante el método gráfico. Se describe un problema de maximización de utilidad sujeto a cuatro restricciones. La solución óptima es de 3 toneladas de pintura para exteriores y 1.5 toneladas de pintura para interiores, con una utilidad máxima de $21,000.
El documento presenta información sobre modelamiento industrial mediante programación cuadrática aplicando Excel-Solver. Incluye ejemplos de máximos y mínimos de funciones de varias variables usando multiplicadores de Lagrange y el método del gradiente, así como la solución de un problema de programación cuadrática con Excel-Solver.
El documento presenta 6 ejercicios de vectores y matrices en C++. Cada ejercicio incluye el código para llenar vectores o matrices de diferentes formas y pide completar las respuestas con los valores resultantes. Los ejercicios cubren temas como iterar sobre vectores y matrices, comparar y ordenar valores, y llenar las estructuras de datos de manera condicional.
Este documento presenta dos problemas relacionados con el número áureo Φ.
1) Demuestra que la relación entre la diagonal y el lado de un pentágono regular es Φ. Esto se logra mediante la semejanza de triángulos.
2) Muestra que si se quita un cuadrado de un rectángulo, el rectángulo restante es semejante al original, por lo que su razón de lados es Φ.
Este documento describe métodos numéricos para la derivación e integración numérica. Explica cómo se pueden aproximar derivadas mediante diferencias finitas y cómo esto introduce errores de redondeo y truncamiento. También presenta el método de extrapolación de Richardson para obtener esquemas de mayor orden y precisión.
El documento presenta un examen de matemáticas aplicado a estudiantes de ingeniería. El examen contiene 14 preguntas divididas en 4 secciones: verdadero o falso, completación, selección múltiple y desarrollo. El examen evalúa las unidades 1 y 2 del programa de matemáticas II e incluye instrucciones generales para los estudiantes.
Este documento presenta varios ejercicios de matemáticas relacionados con intervalos numéricos, valor absoluto, notación científica y redondeo de números. Se piden representar conjuntos numéricos, hallar valores absolutos, expresar desigualdades como intervalos, determinar valores de x para que se cumplan igualdades y desigualdades, efectuar operaciones usando notación científica y redondear sumas de precios.
Este documento presenta varios ejercicios sobre variables unidimensionales. Incluye ejercicios para construir tablas de frecuencias, calcular medidas de tendencia central y dispersión, y representar gráficamente distribuciones de datos. Los ejercicios cubren temas como pesos de recién nacidos, variables estadísticas discretas, retrasos en el trabajo y temperaturas en el interior de la Tierra.
Este documento presenta varios ejercicios sobre variables unidimensionales. Incluye ejercicios para construir tablas de frecuencias, calcular medidas de tendencia central y dispersión, y representar gráficamente distribuciones de datos. Los ejercicios cubren temas como pesos de recién nacidos, variables estadísticas discretas, retrasos en el trabajo y temperaturas en el interior de la Tierra.
Este documento presenta una guía de cursos anuales sobre inecuaciones lineales. Explica que la guía contiene 20 ejercicios sobre desigualdades, intervalos e inecuaciones lineales y sistemas de inecuaciones lineales. También describe las habilidades de aplicación, análisis y evaluación requeridas para resolver los ejercicios. Incluye ideas clave sobre la solución de inecuaciones como intervalos y ejemplos de ejercicios con sus posibles respuestas.
El documento presenta los resultados de varios métodos numéricos para aproximar raíces incluyendo el método de la bisección, Newton-Raphson, secante y punto fijo. Se muestran ejemplos resueltos de cada método para ecuaciones como 2x = tg x, log x − cosx = 0, x3 + 4x2 − 10 = 0 y x - senx - 1 = 0. Los resultados incluyen iteraciones sucesivas, aproximaciones a la raíz y cálculos de error para cada método.
El documento describe el método de integración por partes y varios ejemplos de su aplicación. Resume que el método de integración por partes permite calcular integrales no inmediatas dividiendo la integral en la suma de dos integrales más simples. Explica que para aplicar el método se debe seleccionar adecuadamente las funciones u y dv de modo que la integral de u sea más sencilla de calcular.
TRABAJO DE PLANTEAMIENTOS
EDUARD GUZMAN
JEYMI HERRERA
HENRRY MORELOS
CARLOS OLARTE
INVESTIGACION DE OPERACIONES II
EFRAIN DE LA HOZ
UNIVERSIDAD DE CARTAGENA
FACULTAD DE CIENCIAS ECONÓMICAS
PROGRAMA DE ADMINISTRACIÓN INDUSTRIAL
CARTAGENA DE INDIAS, D. T. y C., 12 DE AGOSTO DE 2014
1. El documento describe las desigualdades y las inecuaciones de primer y segundo grado, incluyendo sus formas generales, teoremas fundamentales y métodos de resolución. 2. Se proporcionan ejemplos de resolución de inecuaciones lineales y cuadráticas, haciendo uso de intervalos, puntos críticos y variación de signos. 3. También se explica el valor absoluto, sus propiedades y cómo resolver ecuaciones y inecuaciones que lo involucren.
Este documento presenta tres formas diferentes de escribir números grandes usando potencias. Muestra que 10,000 puede escribirse como 1002, que 1,000,000 puede escribirse como 1,0002, y que 49 elevado a la potencia de 3 (493) es igual a 117,649.
El documento presenta las siguientes preguntas sobre fracciones: características de fracciones propias e impropias, transformación de fracciones impropias a números mixtos, suma y resta de fracciones, y resolución de problemas que involucran operaciones con fracciones. Se explican los pasos para realizar operaciones con fracciones de diferentes denominadores y para resolver problemas de la vida real que involucran cantidades expresadas como fracciones.
Para determinar la ubicación de un punto en el plano, primero debemos identificar sus coordenadas x e y. Si el punto A tiene coordenada x = 2 y coordenada y = 3, entonces sus coordenadas son (2,3). Si un rectángulo tiene un vértice en (1,1) y un largo de 5 y un ancho de 3, los otros vértices serán (1,4), (6,1) y (6,4). Si tres vértices de un rectángulo son (2,2), (6,2) y (6,4), el cuart
El documento presenta diferentes ejercicios de álgebra para completar y resolver. En la primera sección se piden expresiones correspondientes a enunciados con números. La segunda sección pide calcular el valor de expresiones. La tercera sección pide calcular el valor de expresiones si a = 8 y b = 10.
Este documento contiene varias guías de trabajo sobre álgebra. Las guías cubren temas como expresiones algebraicas, potencias, perímetros de figuras geométricas y ecuaciones. Cada guía presenta ejercicios y problemas para que los estudiantes practiquen conceptos y desarrollen habilidades algebraicas.
Este documento presenta varios ejercicios de álgebra:
1. Simplificar expresiones algebraicas agrupando términos semejantes.
2. Calcular el perímetro de figuras geométricas.
3. Realizar operaciones como multiplicación, suma y resta con expresiones algebraicas.
Este documento presenta varios ejercicios relacionados con álgebra:
1) Simplificar expresiones algebraicas agrupando términos semejantes.
2) Calcular perímetros y áreas de figuras geométricas.
3) Resolver problemas que involucran expresiones algebraicas, perímetros, áreas y volúmenes.
El documento explica cómo calcular el perímetro y área de diferentes figuras geométricas. Define el perímetro como la suma de las longitudes de todos los lados de una figura. Para calcular el perímetro de figuras como cuadrados y rectángulos, se suman las medidas de sus lados. El área corresponde a la medida de la superficie de una figura y para calcularla en cuadrados y rectángulos se multiplica lado por lado o largo por ancho. También enseña a calcular el área de triángulos dividiendo la multiplicación de
Este documento contiene varias guías de trabajo para estudiantes. La primera guía incluye ejercicios sobre potencias y expresiones algebraicas. La segunda guía presenta problemas con ecuaciones algebraicas y pide que los estudiantes inventen problemas reales que puedan resolverse con cada ecuación. Luego deben calcular las soluciones a los problemas planteados. El documento repite la misma estructura para múltiples guías.
Este documento contiene varias guías de trabajo sobre álgebra. Las guías cubren temas como resolver y escribir expresiones como potencias, inventar problemas matemáticos y encontrar sus soluciones, expresar perímetros de figuras geométricas en forma algebraica, y simplificar expresiones algebraicas. El documento proporciona instrucciones y ejercicios para que los estudiantes practiquen y desarrollen sus habilidades en álgebra.
El documento presenta diferentes ejercicios de álgebra para completar y resolver. En la primera sección se piden expresiones correspondientes a enunciados con números. La segunda sección pide calcular el valor de expresiones. La tercera sección pide calcular expresiones si a = 8 y b = 10.
El documento presenta el plan de estudios de matemáticas para el mes de junio del curso 6o básico de la Escuela Juana Atala de Hirmas. El tema a estudiar es las secuencias y patrones en tablas, con el objetivo de que los estudiantes comprendan para qué se buscan fórmulas en secuencias. Los estudiantes analizarán secuencias presentadas en tablas para reconocer el patrón y la fórmula que determina los valores, completarán secuencias identificando el patrón, y resolverán ejerc
Este documento contiene 11 problemas de porcentajes que involucran diferentes situaciones como el número de estudiantes que almuerzan en la escuela o en casa, la asistencia a un concierto según rangos de edad, la venta y distribución de pan en una panadería, y el uso y sobrantes de materiales como cemento, clavos, género y encajes. Los problemas deben ser resueltos calculando porcentajes sobre cantidades totales dadas para determinar valores parciales.
ESPERAMOS QUE ESTA INFOGRAFÍA SEA UNA HERRAMIENTA ÚTIL Y EDUCATIVA QUE INSPIRE A MÁS PERSONAS A ADENTRARSE EN EL APASIONANTE CAMPO DE LA INGENIERÍA CIVIŁ. ¡ACOMPAÑANOS EN ESTE VIAJE DE APRENDIZAJE Y DESCUBRIMIENTO
La energía radiante es una forma de energía que
se transmite en forma de ondas
electromagnéticas esta energía se propaga a
través del vacío y de ciertos medios materiales y
es fundamental en una variedad naturales y
tecnológicos
Informe Municipal provincial de la ciudad de Tacna
Ejercicios unidad 6 parte i
1. Universidad Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil Industrial
Curso:
Semestre:
Profesor:
Métodos Matemáticos en
Ingeniería (ICI2204)
1-2019
Diego Beneventti
Unidad 6: Ecuaciones diferenciales
Sea [a, b] el intervalo en donde se quiere hallar la solución de un problema de valor inicial enunciado
como:
( , ( ))
dy
f x y x a x b
dx
.
Donde a es el valor inicial con f(a) conocido y b es el valor final con f(b) desconocido.
Se divide el intervalo [a, b] en N subintervalos (de igual tamaño) de forma que *ix a i h
i = 0,1, …, N-1. Donde h recibe el nombre de tamaño de paso.
b a
h
N
1. Euler
1 ( , )i i i iy y hf x y
1k kx x h
Ejemplo I:
Resuelva la siguiente ecuación diferencial ordinaria con h = 0,05 ' 2 3 1; (1) 5y x y y
0 0(1,2) ?; 1; 5y x y . Si el valor real puede ser calculado con la siguiente ecuación encuentre el
error en cada iteración.
3 3
2 38 1
3 9 9
x
x e e
y
Desarrollo:
1 0
1 0 0 0
Iteración 1: 1 0,05 1,05
*(2 3 1) 5 0,05(2*1 3*5 1) 4,4
x x h
y y h x y
13 3 3*1,05 3
1
1
2 38 1 2*1,05 38 1
Valor real: 4,45
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 4,45 - 4,4
Error: *100 *100 1,12%
Valor real 4,45
x
x e e e e
y
2 1
2 1 1 1
Iteración 2: 1,05 0,05 1,1
*(2 3 1) 4,4 0,05(2*1,05 3*4,4 1) 3,9
x x h
y y h x y
2. Universidad Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil Industrial
Curso:
Semestre:
Profesor:
Métodos Matemáticos en
Ingeniería (ICI2204)
1-2019
Diego Beneventti
23 3 3*1,1 3
2
2
2 38 1 2*1,1 38 1
Valor real: 3,97
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,97 - 3,9
Error: *100 *100 1,76%
Valor real 3,97
x
x e e e e
y
3 2
3 2 2 2
Iteración 3: 1,11 0,05 1,15
*(2 3 1) 3,9 0,05(2*1,1 3*3,9 1) 3,47
x x h
y y h x y
33 3 3*1,15 3
3
3
2 38 1 2*1,15 38 1
Valor real: 3,57
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,57 - 3,47
Error: *100 *100 2,8%
Valor real 3,57
x
x e e e e
y
4 3
4 3 3 3
Iteración 4: 1,15 0,05 1,2
*(2 3 1) 3,47 0,1(2*1,15 3*3,47 1) 3,1
x x h
y y h x y
43 3 3*1,2 3
4
4
2 38 1 2*1,2 38 1
Valor real: 3,22
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,22 - 3,1
Error: *100 *100 3,72%
Valor real 3,22
x
x e e e e
y
Iteración x y Error
0 1 - -
1 1,05 4,40000 1,017%
2 1,1 3,89500 1,947%
3 1,15 3,47075 2,780%
4 1,2 3,11514 3,506%
Ejemplo II:
Resuelva la siguiente ecuación diferencial ordinaria mediante Euler con h = 0,1
0 0' 2 3 1; (1) 5; (1,2) ?; 1; 5y x y y y x y
Desarrollo:
3. Universidad Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil Industrial
Curso:
Semestre:
Profesor:
Métodos Matemáticos en
Ingeniería (ICI2204)
1-2019
Diego Beneventti
1 0
1 0 0 0
2 1
2 1 1 1
Iteración 1: 1 0,1 1,1
*(2 3 1) 5 0,1(2*1 3*5 1) 3,8
Iteración 2: 1,1 0,1 1,2
*(2 3 1) 3,8 0,1(2*1,1 3*3,8 1) 2,98
(1,2) 2,98
x x h
y y h x y
x x h
y y h x y
y
2. Heun
1 1 1( ) [ ( , ) ( , )]
2
i i i i i i
h
y y x f x y f x y
1 0 0 0 1 1( ) ( ) [ ( , ( )) ( , ( ))]
2
h
y x y x f x y x f x y x
1 0 0 0 1 0 0 0( ) [ ( , ) ( , ( , ))]
2
h
y x y f x y f x y hf x y
En este método primero se predice un y mediante Euler el cual es ocupado en la regla del trapecio para
disminuir el error.
Ejemplo I:
Resuelva la siguiente ecuación diferencial ordinaria con h = 0,05 ' 2 3 1; (1) 5;y x y y
0 0(1,2) ?; 1; 5y x y . Si el valor real puede ser calculado con la siguiente ecuación encuentre el
error en cada iteración.
3 3
2 38 1
3 9 9
x
x e e
y
Desarrollo:
1 0
1 0 0 0
1 0 0 0 1 1
Iteración 1: 1 0,05 1,05
( , ) 5 0,05*[2*1 3*5 1] 4,4
0,05
( , ) ( , ) 5 2*1 3*5 1 2*1,05 3*4,4 1 4,45
2 2
x x h
y y hf x y
h
y y f x y f x y
13 3 3*1,05 3
1
1
2 38 1 2*1,05 38 1
Valor real: 4,45
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 4,45 - 4,45
Error: *100 *100 0%
Valor real 4,45
x
x e e e e
y
4. Universidad Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil Industrial
Curso:
Semestre:
Profesor:
Métodos Matemáticos en
Ingeniería (ICI2204)
1-2019
Diego Beneventti
2 1
2 1 1 1
2 1 1 1 2 2
Iteración 2: 1,05 0,05 1,1
( , ) 4,45 0,05*[2*1,05 3*4,45 1] 3,94
0,05
( , ) ( , ) 4,45 2*1,05 3*4,45 1 2*1,1 3*3,94 1 3,98
2 2
x x h
y y hf x y
h
y y f x y f x y
23 3 3*1,1 3
2
2
2 38 1 2*1,1 38 1
Valor real: 3,97
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,97 - 3,98
Error: *100 *100 0,25%
Valor real 3,97
x
x e e e e
y
3 2
3 2 2 2
3 2 2 2 3 3
Iteración 3: 1,1 0,05 1,15
( , ) 3,98 0,05*[2*1,1 3*3,98 1] 3,54
0,05
( , ) ( , ) 3,98 2*1,1 3*3,98 1 2*1,15 3*3,54 1 3,58
2 2
x x h
y y hf x y
h
y y f x y f x y
33 3 3*1,15 3
3
3
2 38 1 2*1,15 38 1
Valor real: 3,57
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,57 - 3,58
Error: *100 *100 0,28%
Valor real 3,57
x
x e e e e
y
4 3
4 3 3 3
4 3 3 3 4 4
Iteración 4: 1,15 0,05 1,2
( , ) 3,58 0,05*[2*1,15 3*3,58 1] 3,2
0,05
( , ) ( , ) 3,58 2*1,15 3*3,58 1 2*1,2 3*3,2 1 3,24
2 2
x x h
y y hf x y
h
y y f x y f x y
43 3 3*1,2 3
4
4
2 38 1 2*1,2 38 1
Valor real: 3,22
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,22 - 3,24
Error: *100 *100 0,62%
Valor real 3,22
x
x e e e e
y
Iteración x y Error
0 1 - -
1 1,05 4,44750 0,051%
2 1,1 3,97628 0,099%
5. Universidad Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil Industrial
Curso:
Semestre:
Profesor:
Métodos Matemáticos en
Ingeniería (ICI2204)
1-2019
Diego Beneventti
3 1,15 3,57507 0,143%
4 1,2 3,23416 0,181%
Ejemplo II: Use el método de Heun para hallar una solución aproximada del problema de valor inicial:
'( ) 2
(0) 1
y x xy
y
Aproxime el valor de y(0,5), con h = 0,1
Desarrollo:
1 0
1 0 0 0
1 0 0 0 1 1
Iteración 1: 0 0,1 0,1
( , ) 1 0,1*[2*(0)*(1)] 1
0,1
( , ) ( , ) 1 2*0*1 2*0,1*1 1,01
2 2
x x h
y y hf x y
h
y y f x y f x y
2 1
2 1 1 1
2 1 1 1 2 2
Iteración 2: 0,1 0,1 0,2
( , ) 1,01 0,1*[2*(0,1)*(1,01)] 1,03
0,1
( , ) ( , ) 1,01 2*0,1*1,01 2*0,2*1,03 1,04
2 2
x x h
y y hf x y
h
y y f x y f x y
3 2
3 2 2 2
3 2 2 2 3 3
Iteración 3: 0,2 0,1 0,3
( , ) 1,04 0,1*[2*(0,2)*(1,04)] 1,08
0,1
( , ) ( , ) 1,04 2*0,2*1,04 2*0,3*1,08 1,094
2 2
x x h
y y hf x y
h
y y f x y f x y
4 3
4 3 3 3
4 3 3 3 4 4
Iteración 4: 0,3 0,1 0,4
( , ) 1,094 0,1*[2*(0,3)*(1,094)] 1,16
0,1
( , ) ( , ) 1,094 2*0,3*1,094 2*0,4*1,16 1,17
2 2
x x h
y y hf x y
h
y y f x y f x y
5 4
5 4 4 4
5 4 4 4 5 5
Iteración 5:
0,4 0,1 0,5
( , ) 1,17 0,1*[2*(0,4)*(1,17)] 1,27
0,1
( , ) ( , ) 1,17 2*0,4*1,17 2*0,5*1,27 1,28
2 2
x x h
y y hf x y
h
y y f x y f x y
3. Taylor de orden superior
El método de Taylor sirve para funciones y(x) tales que sean N veces continuamente diferenciables en el
intervalo [a, b] y exista 𝑦^((𝑛+1)).
6. Universidad Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil Industrial
Curso:
Semestre:
Profesor:
Métodos Matemáticos en
Ingeniería (ICI2204)
1-2019
Diego Beneventti
2
1 ' '' ...
2! !
N
N
i i i i i
h h
y y y h y y
N
3.1. Orden dos
Ejemplo I:
Resuelva la siguiente ecuación diferencial ordinaria con h = 0,05 ' 2 3 1; (1) 5y x y y
0 0(1,2) ?; 1; 5y x y . Si el valor real puede ser calculado con la siguiente ecuación encuentre el
error en cada iteración.
3 3
2 38 1
3 9 9
x
x e e
y
Desarrollo:
El método de Taylor de orden 2 es:
2
1 ' ''
2!
i i i i
h
y y y h y
Luego se necesita calcular y’’
' (2 3 1) 2 3 1
'' 2 3*(2 3 1) 6 9 1
dy d x y dx dy d
y x y x y
dx dx dx dx dx
La fórmula queda
2
1 (2 3 1) ( 6 9 1)
2!
i i i i i i
h
y y x y h x y
1 0
2 2
1 0 0 0 0 0
Iteración 1: 1 0,05 1,05
0,05
(2 3 1) ( 6 9 1) 5 (2*1 3*5 1)*0,05 ( 6*1 9*5 1) 4,45
2! 2
x x h
h
y y x y h x y
13 3 3*1,05 3
1
1
2 38 1 2*1,05 38 1
Valor real: 4,45
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 4,45 - 4,45
Error: *100 *100 0%
Valor real 4,45
x
x e e e e
y
2 1
2
2 1 1 1 1 1
2
Iteración 2: 1,05 0,05 1,1
(2 3 1) ( 6 9 1)
2!
0,05
4,45 (2*1,05 3*4,45 1)*0,05 ( 6*1,05 9*4,45 1)* 3,98
2
x x h
h
y y x y h x y
7. Universidad Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil Industrial
Curso:
Semestre:
Profesor:
Métodos Matemáticos en
Ingeniería (ICI2204)
1-2019
Diego Beneventti
23 3 3*1,1 3
2
2
2 38 1 2*1,1 38 1
Valor real: 3,97
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,97 - 3,98
Error: *100 *100 0,25%
Valor real 3,97
x
x e e e e
y
3 2
2
3 2 2 2 2 2
2
Iteración 3: 1,1 0,05 1,15
(2 3 1) ( 6 9 1)
2!
0,05
3,98 (2*1,1 3*3,98 1)*0,05 ( 6*1,1 9*3,98 1) 3,58
2
x x h
h
y y x y h x y
33 3 3*1,15 3
3
3
2 38 1 2*1,15 38 1
Valor real: 3,57
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,57 - 3,58
Error: *100 *100 0,28%
Valor real 3,57
x
x e e e e
y
4 3
2
4 3 3 3 3 3
2
Iteración 4: 1,15 0,05 1,2
(2 3 1) ( 6 9 1)
2!
0,05
3,58 (2*1,15 3*3,58 1)*0,05 ( 6*1,15 9*3,58 1) 3,24
2
x x h
h
y y x y h x y
43 3 3*1,2 3
4
4
2 38 1 2*1,2 38 1
Valor real: 3,22
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,22 - 3,24
Error: *100 *100 0,62%
Valor real 3,22
x
x e e e e
y
Iteración x y Error
0 1 - -
1 1,05 4,44750 0,051%
2 1,1 3,97628 0,099%
3 1,15 3,57507 0,143%
4 1,2 3,23416 0,181%
Ejemplo II: Calcular la aproximación a y(1) mediante el método de Taylor de orden 2.con y(0) = 2 y h
= 0,5.
2
' ,con (0) 2y y x y
Desarrollo:
8. Universidad Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Ingeniería Civil Industrial
Curso:
Semestre:
Profesor:
Métodos Matemáticos en
Ingeniería (ICI2204)
1-2019
Diego Beneventti
2
1 (2 3 1) ( 6 9 1)
2!
i i i i i i
h
y y x y h x y
2
2' ( )
'' 2 2
dy d y x dy
y x y x x
dx dx dx
Iteración 1:
2 2
2 2 2 2
1 0 0 0 0 0 0 1
0,5
( ) ( 2 ) 2 (2 0 )*0,5 (2 0 2*0)* 3,25( 0 0,5)
2! 2!
h
y y y x h y x x x
Iteración 2:
2 2
2 2 2 2
2 1 1 1 1 1 1 2
0,5
( ) ( 2 ) 3,25 (3,25 0.5 )*0,5 (3,25 0,5 2*0,5)* 5( 0,5 0,5)
2! 2!
(1) 5
h
y y y x h y x x x
y
3.2. Orden tres
2 3
1 ' '' '''
2! 3!
i i i i i
h h
y y y h y y
Ejemplo I: Resuelva la siguiente ecuación diferencial ordinaria con h = 0,05
' 2 3 1; (1) 5;y x y y 0 0(1,2) ?; 1; 5y x y . Si el valor real puede ser calculado con la
siguiente ecuación encuentre el error en cada iteración.
3 3
2 38 1
3 9 9
x
x e e
y
El método de Taylor de orden 3 es:
2 3
1 ' '' '''
2! 3!
i i i i i
h h
y y y h y y
Luego se necesita calcular y’’ e y’’’
' (2 3 1) 2 3 1
'' 2 3*(2 3 1) 6 9 1
dy d x y dx dy d
y x y x y
dx dx dx dx dx
'' ( 6 9 1) 6 9 1
''' 6 9*(2 3 1) 18 27 3
dy d x y dx dy d
y x y x y
dx dx dx dx dx
La fórmula queda
2 3
1 (2 3 1) ( 6 9 1) 18 27 3
2! 3!
i i i i i i i i
h h
y y x y h x y x y
9. Universidad Andrés Bello
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Curso:
Semestre:
Profesor:
Métodos Matemáticos en
Ingeniería (ICI2204)
1-2019
Diego Beneventti
1 0
2 3
1 0 0 0 0 0 0 0
2 3
Iteración 1: 1 0,05 1,05
(2 3 1) ( 6 9 1) 18 27 3
2! 3!
0,05 0,05
5 (2*1 3*5 1)*0,05 ( 6*1 9*5 1) 18*1 27*5 3 4,45
2 6
x x h
h h
y y x y h x y x y
13 3 3*1,05 3
1
1
2 38 1 2*1,05 38 1
Valor real: 4,45
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 4,45 - 4,45
Error: *100 *100 0%
Valor real 4,45
x
x e e e e
y
2 1
2 3
2 1 1 1 1 1 1 1
2 3
Iteración 2: 1,05 0,05 1,1
(2 3 1) ( 6 9 1) 18 27 3
2! 3!
0,05 0,05
4,45 (2*1,05 3*4,45 1)*0,05 ( 6*1,05 9*4,45 1)* 18*1,05 27*4,45 3 3,98
2 6
x x h
h h
y y x y h x y x y
23 3 3*1,1 3
2
2
2 38 1 2*1,1 38 1
Valor real: 3,97
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,97 - 3,98
Error: *100 *100 0,25%
Valor real 3,97
x
x e e e e
y
3 2
2 3
3 2 2 2 2 2 2 2
2 3
Iteración 3: 1,1 0,05 1,15
(2 3 1) ( 6 9 1) 18 27 3
2! 3!
0,05 0,05
3,98 (2*1,1 3*3,98 1)*0,05 ( 6*1,1 9*3,98 1) 18*1,1 27*3,98 3 3,58
2 6
x x h
h h
y y x y h x y x y
33 3 3*1,15 3
3
3
2 38 1 2*1,15 38 1
Valor real: 3,57
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,57 - 3,58
Error: *100 *100 0,28%
Valor real 3,57
x
x e e e e
y
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Diego Beneventti
4 3
2 3
4 3 3 3 3 3 3 3
2 3
1,15 0,05 1,2
(2 3 1) ( 6 9 1) 18 27 3
2! 3!
0,05 0,05
3,58 (2*1,15 3*3,58 1)*0,05 ( 6*1,15 9*3,58 1) 18*1,15 27*3,58 3 3,24
2 6
x x h
h h
y y x y h x y x y
43 3 3*1,2 3
4
4
2 38 1 2*1,2 38 1
Valor real: 3,22
3 9 9 3 9 9
Valor real - Valor aproximado 3,22 - 3,24
Error: *100 *100 0,62%
Valor real 3,22
x
x e e e e
y
Iteración x y Error
0 1 - -
1 1,05 4,44513 0,002%
2 1,1 3,97219 0,004%
3 1,15 3,56979 0,005%
4 1,2 3,22810 0,007%
Ejercicios
I. Resuelva la siguiente ecuación diferencial ordinaria con N = 4 0,8
' 4 0,5 ; (0) 2x
y e y y
0 0(4) ?; 0; 2y x y .
Encuentre la solución mediante:
a) Euler
b) Heun
c) Taylor de orden 2
Desarrollo:
Datos:
Formula: 0,8
' 4 0,5x
y e y
x0 = 0
y0 = 2
4 0
1
4
b a
h
N
y(x=4) = ?
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a) Euler
1
0,8
1
* ( , )
1*(4 0,5 )i
i i i i
x
i i i
y y h f x y
y y e y
Iteración x y
0 0 2
1 1 5
2 2 11,4
3 3 25,51
4 4 56,84
b) Heun
1
1 1 1
0,8 0,8 0,8
1
* ( , ) ( , )
2
* 4 0,5 4 0,5 1* 4 0,5
2
i i i
i i i i i i
x x x
i i i i i
h
y y f x y f x y
h
y y e y e y e y
Iteración x y´ y
0 0 - 2
1 1 5 6,701
2 2 12,25 16,32
3 3 27,97 37,19
4 4 62,68 83,33
c) Taylor de Orden 2
2
1
2
0,8 0,8 0,8
1
2
0,8 0,8
1
' ''
2!
4 0,5 3,2 0,5* 4 0,5
2!
4 0,5 1,2 0,25
2!
i i i
i i
i i i i
x x x
i i i i
x x
i i i i
h
y y y h y
h
y y e y h e e y
h
y y e y h e y
Iteración x y
0 0 2
1 1 5,85
2 2 13,89
3 3 31,46
4 4 70,36
II. Resuelva la siguiente ecuación diferencial ordinaria con h = 0,125 ' ; (1) 4y x y y (1,5) ?y .
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Encuentre la solución mediante:
a) Euler
b) Heun
c) Taylor de orden 2
Desarrollo:
Datos:
Formula: x y
x0 = 1
y0 = 4
h = 0,125
y(x=1,5) = ?
a) Euler
1
1
* ( , )
0,125*( )
i i i i
i i i i
y y h f x y
y y x y
Iteración x y
0 1 4
1 1,125 4,25
2 1,25 4,539
3 1,375 4,871
4 1,5 5,25
b) Heun
1 1 1
1 1
* ( , ) ( , )
2
*
2
i i i i i i
i i i i i i i i
h
y y f x y f x y
h
y y x y x y hx y
Iteración x y´ y
0 1 - 4
1 1,125 4,25 4,349
2 1,25 4,642 4,774
3 1,375 5,115 5,288
4 1,5 5,683 5,909
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c) Taylor de Orden 2
2
1
2
0,5
1
2
1
' ''
2!
0,5
2!
0,5
2!
i i i i
i i i i i i i
i i i i i
h
y y y h y
h
y y x y h y x y
h
y y x y h x
Iteración x y
0 1 4
1 1,125 4,254
2 1,25 4,548
3 1,375 4,886
4 1,5 5,271
III. Resuelva la siguiente ecuación diferencial ordinaria mediante Taylor de Orden 3 con h = 0,25.
2
' ; (0) 2y y y 0 0(4) ?; 0; 2y x y
Desarrollo:
Datos:
Formula: 2
'y y
x0 = 0
y0 = 2
h = 0,25
y(x=4) = ?
2 3
1
2 3
2 2 2 2
1
2 3
2 3 3
1
' '' '''
2! 3!
2 6 ( )
2! 3!
2 6
2! 3!
i i i i i
i i i i i i i
i i i i i
h h
y y y h y y
h h
y y y h y y y y
h h
y y y h y y
Iteración x y
0 0 2
1 0,1 2,488
2 0,2 3,276
3 0,3 4,735
4 0,4 8,144
5 0,5 20,71
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IV. Si se drena el agua desde un tanque cilíndrico vertical por medio de abrir una válvula en la base, el
líquido fluirá rápido cuando el tanque esté lleno y despacio conforme se drene. Como se ve la tasa a la
que el nivel del agua disminuye es:
dy
k y
dt
donde k es una constante que depende de la forma del
agujero y del área de la sección transversal del tanque y agujero de drenaje. La profundidad del agua y
se mide en metros y el tiempo t en minutos. Si k = 0,58, determine cuánto tiempo se requiere para vaciar
el tanque si el nivel del fluido se encuentra en un inicio a 1 m. Utilice h = 0,5.
Encuentre la solución mediante:
a) Euler
b) Heun
c) Taylor de orden 2
Desarrollo:
Datos:
Formula: 0,46
dy
y
dt
t0 = 0
y0 = 1
h = 0,5
a) Euler
1
1
* ( , )
0,5*( 0,58 )
i i i i
i i i
y y h f t y
y y y
Iteración t y
0 0 1
1 0,5 0,71
2 1 0,465641
3 1,5 0,267751
4 2 0,117691
5 2,5 0,0182032
6 3 -0,0209234
Al minuto 2,5 se vacía el tanque.
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b) Heun
1 1 1
1
* ( , ) ( , )
2
* 0,58 ( 0,58 * 0,58 )
2
i i i i i i
i i i i i
h
y y f t y f t y
h
y y y y h y
Iteración t y´ y
0 0 - 1
1 0,5 0,71 0,73282
2 1 0,484565 0,507757
3 1,5 0,301111 0,324867
4 2 0,159575 0,184298
5 2,5 0,0598011 0,0865908
6 3 0,00125449 0,0387869
Al minuto 3 se vacía el tanque.
c) Taylor de Orden 2
2
1
2
0,5
1
2
0
1
' ''
2!
0,58 0,29 * 0,58
2!
0,58 0,1624
2!
i i i i
i i i i i
i i i i
h
y y y h y
h
y y y h y y
h
y y y h y
Iteración t y
0 0 1
1 0,5 0,7303
2 1 0,502077
3 1,5 0,31689
4 2 0,17394
5 2,5 0,0732922
6 3 0,015081
Al minuto 3 se vacía el tanque.
V. La reacción química irreversible en la cual dos moléculas de dicromato sólido de potasio (K2Cr2O7),
dos moléculas de agua (H2O) y tres átomos de azufre sólido (S) se combinan para producir tres moléculas
de dióxido gaseoso de azufre (SO2), cuatro moléculas de hidróxido sólido de potasio (KHO) y dos
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moléculas de óxido sólido de cromo (Cr2O3). Para esto, se tiene una ecuación estequiométrica, la cual no
presentaremos por motivos obvios.
Si originalmente se dispone de n1 moléculas de K2Cr2O7, n2 moléculas de H2O y n3 moléculas de S, la
siguiente ecuación diferencial describe la cantidad de x(t) de KOH después del tiempo:
2 2 3
1 2 3
3
2 2 4
dx x x x
k n n n
dt
Donde k es la constante de velocidad de la reacción. Si k = 6,22*10-19
, n1 = n2 = 2*103
y n3 = 3*103
, y
considerando x(0) = 3000 con un tamaño de peso de 1 seg., encuentre la cantidad de KOH a los 3
segundos, mediante:
a) Euler
b) Heun
Desarrollo:
Datos:
Formula: 20 4 3
1,64*10 ( 4000) ( 4000)
dx
x x
dt
t0 = 0
x0 = 3000
h = 1
x(t=3) = ?
a) Euler
1
20 4 3
1
* ( , )
1*( 1,64*10 ( 4000) ( 4000) )
i i i i
i i i i
x x h f t x
x x x x
Iteración t x
0 0 3000
1 1 3016,40
2 2 3031,01
3 3 3044,16
b) Heun
1 1 1
20 4 3 20 4 3
1
* ( , ) ( , )
2
* ( 1,64*10 ( 4000) ( 4000) ) *( 1,64*10 ( 4000) ( 4000) )
2
i i i i i i
i i i i i i i
h
x x f t x f t x
h
x x x x x h x x
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Iteración t x' x
0 0 - 3000
1 1 3016,4 3015,50
2 2 3030,20456 3029,47
3 3 3042,77152 3042,16
Ejercicios Propuestos
I. El movimiento de un sistema acoplado masa-resorte, el cual se muestra en la Figura, está descrito por
la ecuación diferencial ordinaria que sigue:
2
2
0
d x dx
m c kx
dt dt
Donde x = desplazamiento desde la posición de equilibrio (m), t = tiempo (s), m = 20 kg y c = coeficiente
de amortiguamiento (N*s/m). El coeficiente de amortiguamiento c adopta tres valores: 5
(subamortiguado), 40 (amortiguamiento crítico) y 200 (sobreamortiguamiento). La constante de resorte
es k = 20 N/m. La velocidad inicial es de cero y el desplazamiento inicial es x = 1 m. Resuelva esta
ecuación con el uso de un método numérico durante el periodo 0 ≤ t ≤ 15 s. Grafique el desplazamiento
versus el tiempo para cada uno de los tres valores del coeficiente de amortiguamiento sobre la misma
curva.
II. Si se supone que el arrastre es proporcional al cuadrado de la velocidad, se puede modelar la velocidad
de un objeto que cae como un paracaidísta, por medio de la ecuación diferencial siguiente:
2dcdv
g v
dt m
Donde v es la velocidad (m/s), t = tiempo(s), g es la aceleración de la gravedad (9.81 m/s2), cd =
coeficiente de arrastre de segundo orden (kg/m) y m = masa (kg). Resuelva para la velocidad y distancia
que recorre un objeto de 90 kg con coeficiente de arrastre de 0,225 kg/m. Si la altura inicial es de 1 km,
determine en qué momento choca con el suelo.