El documento explica los pasos para resolver ecuaciones diferenciales. Presenta varios ejemplos de ecuaciones diferenciales y los pasos para verificar que cumplen la ecuación. También cubre temas como ecuaciones diferenciales exactas y cómo encontrar un factor integrante para convertir una ecuación no exacta en una exacta.
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3. Solución de una ecuación diferencial
En una función desconocida y la variable
independiente X definida en un intervalo y es una
función que satisface la ecuación diferencial para
todos los valores de X en el intervalo dado.
Y¹¹= Y biprimaría
4. 1°-Ejemplo:
Y= sen2x + cos2x Y¹¹ + 4y =0
Y¹= 2cos2x – 4cos (2x)
Y¹¹= – 4sen2x – 4 cos (2x)
Comprobación:
– 4sen2x – 4cos2x + 4(sen2x + cos2x)=0
– 4sen2x – 4cos2x + 4sen2x + 4cos2x =0
esto es una solución general
17. 4° ejemplo:
a veces es posible encontrar un factor (que llamamos
factor integrante) el cual al multiplicarse por la
ecuación diferencial la convierte en exacta para
encontrar este factor integrante se utiliza la sig.
Formula:
𝜕𝑀
𝜕𝑦
=
𝜕𝑁
𝜕𝑥
__________
N
18. Ahora utilizamos este resultado para obtener el
factor integrante por medio de la siguiente
expresión.
M (x)= e∫
𝑔 𝑥 𝑑𝑥
= e∫
1
𝑥
𝑑𝑥
= e∫
𝑑𝑥
𝑥 = 𝑒 𝑙𝑛𝑥
= x
21. Solo nos falta encontrar el valor de g (y) para determinar
el valor g (y) derivamos la función ƒ encontrada con
respecto a Y
𝜕𝑓
𝜕𝑦
= 2y
𝑥2
2
+ g (y)*
𝜕𝑓
𝜕𝑦
= x²y + g¹(y)
Este resultado se iguala con N (x²y)
X²y + g¹ (y) = X²y
Simplificado:
+g¹ (y)= X²y - X²y g¹ (y) = 0
22. Si g¹ (y) = 0 entonces g(y) = C1 es una constante cualquiera
Por lo tanto la función buscada es:
ƒ =
𝑥4
4
+ y²
𝑥2
2
+
𝑥3
3
+ C1
Y la solucion se obtiene igualando esta función a una constante (C2)
𝑥4
4
+ y²
𝑥2
2
+
𝑥3
3
+ C1 = C2
Simplificando:
𝑥4
4
+
𝑥2 𝑦2
2
+
𝑥3
3
= C