ecuacion diferencial lineal no homogenea 5 1.1

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15/10/2015 Ecuacion diferencial lineal de primer orden http://ecuaciondiferencialejerciciosresueltos.com/ecuaciondiferenciallinealdeprimerordenprob25cap23zill 1/7 ECUACION DIFERENCIAL EJERCICIOS RESUELTOS Resuelve eficazmente ejercicios de ecuaciones diferenciales mediante explicaciones detalladas que te inspiran Ecuacion diferencial lineal de primer orden Intervalo de definición de la solución del problema del valor inicial. Problema 25 Capítulo 2.3. Dennis G. Zill. Utilizaremos el método de los 4 pasos que puedes encontrar en este link: podrás resolver cualquier ED lineal de 1er orden. Método: Factor Integrante (ver enlace) Ejercicios 2.3 Libro Dennis G. Zill (Problema 25). Tomado de: Dennis G. Zill Ed 7ma. Pasos: I. El primer paso consiste en escribir la forma estándar de la ED a resolver: Dividimos, entonces, entre el coeficiente de , que es “ ”, los coeficientes de los demás términos de la ecuación que dependen de “x”. Simplificamos. II. En el segundo paso encontramos el factor integrante: , El valor de P(x) en , . El manejo de las funciones trascendentes e integrales se muestra al final del ejercicio. Inicio Caja CÓMO RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES CON EL MÉTODO DEL FACTOR INTEGRANTE. MÉTODO DE 4 PASOS Cómo utilizar MathJax y este sitio WEB. Sitio con interactividad Contáctanos Haz tu Simulación. Simulacion de Ecuaciones Diferenciales INDICE DE ECUACION DIFERENCIAL EJERCICIOS RESUELTOS Metodo de Euler para Ecuaciones Diferenciales con SAGE Simulación, Graficación y Aplicación de Ecuaciones Diferenciales y Sistemas Físicos con SAGE, Máxima, Octave, Python TEOREMA DE EXISTENCIA Y UNICIDAD DE DONDE SALE EL FACTOR INTEGRANTE O FACTOR DE INTEGRACIÓN Y QUÉ ES Aplicaciones de las Ecuaciones Diferenciales Teorema Fundamental del Calculo. Decifra el significado del Teorema LA TÉCNICA PERFECTA. COMO APRENDER ECUACIONES DIFERENCIALES O CUALQUIER COSA CONTINUIDAD DE FUNCIONES DE DOS VARIABLES Ecuacion diferencial lineal de primer orden. Prob 25 Cap 2.3. G. Zill. — OCTUBRE 12, 2012 DE MANUEL ALEJANDRO VIVAS RIVEROL Loading [MathJax]/extensions/MathZoom.js

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ECUACION DIFERENCIAL EJERCICIOS RESUELTOSResuelve eficazmente ejercicios de ecuaciones diferenciales mediante explicaciones detalladas que te inspiran

Ecuacion diferencial lineal de primer orden

Intervalo de definición de la solución del problema del valor inicial. Problema 25 Capítulo 2.3. Dennis G. Zill.

Utilizaremos el método de los 4 pasos que puedes encontrar en este link: podrás resolver cualquier ED lineal de 1er orden.

Método: Factor Integrante (ver enlace)

Ejercicios 2.3 Libro Dennis G. Zill (Problema 25). Tomado de: Dennis G. Zill Ed 7ma.

Pasos:

I.                    El primer paso consiste en escribir la forma estándar de la ED a resolver:

Dividimos, entonces, entre el coeficiente de , que es “ ”, los coeficientes de los demás términos de la ecuación que dependen de “x”. Simplificamos.

II.                  En el segundo paso encontramos el factor integrante:  ,  

El valor de P(x) en , . El manejo de las funciones trascendentes e integrales se muestra al final del ejercicio.

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Teorema Fundamental del Calculo. Decifra el significado del Teorema

LA TÉCNICA PERFECTA. COMO APRENDER ECUACIONES DIFERENCIALES O CUALQUIER COSA

CONTINUIDAD DE FUNCIONES DE DOS VARIABLES

Ecuacion diferencial lineal de primer orden. Prob 25 Cap 2.3. G. Zill.— OCTUBRE 12, 2012 DE MANUEL ALEJANDRO VIVAS RIVEROL

x + y =y ′ ex

dy

dxx

+ P (x) y = f(x)dy

dx

+ =dy

dx

y

xex

x

e P(x)dx∫

e P(x)dx∫ P (x) = 1x

1

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III.                Como tercer paso, encontramos la familia de soluciones del sistema homogéneo asociado:

El sistema homogéneo asociado es la ecuación diferencial: . Sustituimos en , donde: encontrado en el primer paso,  y desarrollamos.

Para esclarecer de donde sale la fórmula , siga el siguiente enlace: Solución del sistema homogéneo asociado.

Grafica de la familia de soluciones del sistema homogeneo asociado:

Mostramos, primero la famila de soluciones del sistema homogéneo asociado   . Además, mostramos una solución particular donde . Notar que la función

  , tiene como dominio más largo el intervalo: . Es decir, el dominio de la función abarca todos los reales a excepción del CERO. Sin embargo, decimos

que el intervalos más largo de solución de la función es   , ya que nos referimos a la SOLUCIÓN en sí misma, y esa es una Única curva, en este caso, que no se extiende en

todos los reales. Veamos la gráfica siguiente para aclarar más este punto. El intervalo de definición de una solución, por definición (ver Intervalo de definición de una solución I),

necesita cumplir al menos 2 criterios para ser considerado válido: 1. Que la función solución que se encuentra esté definida en él (no necesariamente continua, una función definida

por partes también puede calificar), y 2. Que esta función sea, también, derivable dentro del intervalo..

IV. En el cuarto paso, encontramos una solución particular a partir del sistema no homogéneo:

El sistema no homogéneo: , que representa la familia de soluciones particulares de la ED lineal. Para resolverla utilizamos la fórmula:

, donde: (obtenido en el punto ii.) y obtenido en el punto i. Observar como la solución particular fue idéntica a .

Para ver de dónde salen estas siga el enlace siguiente: solución del sistema no homogeneo.

=e dx∫ 1x eln x

= x

+ = 0dy

dx

y

x = Cyc e− P(x)dx∫ P (x) = 1x

= Cyc e− P(x)dx∫

= Cyc e− dx∫ 1x

= Ce− ln x

= Celn x−1

= Cx−1

=ycCx

=ycCx =yc1

2x C = 2

=ycCx : x ∈ R − (0, 0)Dyc

0 < x < ∞

+ =dy

dx

y

xex

x

= f(x)dxyp1

e P(x)dx∫∫ e P(x)dx∫ = xe P(x)dx∫ f (x) = ex

x f (x)

= x( )dxyp1x ∫ ex

x

= dx1x ∫ ex

= [ ]1x ex

=x

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Gráfica de la familia de soluciones del sistema no homogéneo:

La solución del sistema no homogéneo, es decir la solución de la ED lineal completa, para el problema del valor inicial (PVI) es:  , Donde: . El dominio de

la solución está en el intervalo: . o dicho de forma más común, el dominio de la solución del problema del PVI es el intervalo: .

Por tanto, la solución general de la ecuacion diferencial lineal de primer orden  , es:

Con intervalo de solución:

Recordar:

Logaritmos y exponenciales

Debido a que:

implica  y además recordamos que la función , es inversa de , por tanto si multiplicamos esta última función por ln obtendremos:

   y

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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Esta entrada fue publicada en Dominio de solución del PVI, ecuacion diferencial lineal de primer orden, ED lineal, Ejercicios Resueltos Dennis G. Zill Capitulo 2.3 y etiquetada Dominio de una dolución del PVI,

ecuacion diferencial lineal de primer orden. Guarda el enlace permanente.

= ex

x

y = +Cx

ex

x

 y (x) = 2−e+ex

x C = 2 − e

: 0 < x < ∞Dyp(0, ∞)

x + y =y′ ex

y = Cex

x

I : {x ∈ R|0 < x < ∞}

a ln x = ln xa

y = ex x = ln y ln y = yloge x = yloge y = ex

ln y = ln = xex

= = yex eln y

38 206

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