Matemática, perguntado por bianca5432, 1 ano atrás

Help! Solução particular da equação diferencial dy/dx + 4y = 12; y(0) =2

Soluções para a tarefa

Respondido por avengercrawl
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Olá

EDO 1ª Ordem
\mathsf{y'+p(x)y=q(x)}

Dada a EDO 1ª Ordem

\displaystyle \mathsf{ \frac{dy}{dx} +4y=12\qquad\qquad y(0)=2}\\\\\\\mathsf{y'+4y=12}

Calculando o fator integrante

\mathsf{I_{(x)}=e^{\int p(x)dx}}

\displaystyle \mathsf{I_{(x)}=e^{\int 4dx}~=~\boxed{e^{4x}}}


Multiplicando a EDO pelo fator integrante

\displaystyle \mathsf{e^{4x}y'+e^{4x}4y=e^{4x}12}

O que temos no primeiro termo, nada mais é que o produto da derivada entre y e o fator integrante.
Então

\mathsf{\underbrace{e^{4x}y'+e^{4x}4y}_{(e^{4x}\cdot y)'}=e^{4x}12}

Integrando dos dois lados


\displaystyle \mathsf{\int (e^{4x}\cdot y){'}~=~\int 12e^{4x}}\\\\\\ \mathsf{\diagup\!\!\!\!\!\!\!\int (e^{4x}\cdot y){^\diagup\!\!\!'}~=~12\int e^{4x}}\quad\Longrightarrow\quad\boxed{\text{Dica:}\mathsf{\int e^{\alpha x
}dx~=~} \frac{e^{\alpha x}}{\alpha}+C\qquad \alpha \in \Re}\\\\\\\mathsf{e^{4x}y=12\cdot  \frac{e^{4x}}{4} +C}\\\\\\\text{Simplifica}\\\\\\\mathsf{e^{4x}y=3e^{4x}+C}

Isolando o y

\displaystyle\mathsf{y= \frac{3e^{4x}}{e^{4x}} + \frac{C}{e^{4x}} }\\\\\\\mathsf{y=3+ \frac{C}{e^{4x}} }

Condição do valor inicial

y(0) = 2
x = 0   ;  y = 2

\displaystyle\mathsf{2=3 + \frac{C}{e^{4\cdot 0}} }\\\\\\\mathsf{2-3= \frac{C}{\underbrace{e^0}}_{=1} }\\\\\\\mathsf{C=-1}

Resposta

\displaystyle \boxed{\mathsf{y=3- \frac{1}{e^{4x}} }}\\\\\\~~~ ~~~~\text{ou}\\\\\\\boxed{\mathsf{y=3-e^{-4x}}}

bianca5432: poderia me ajudar só nessa? 2 . dy/dx + 4 = 6; y(0) = 3/2
avengercrawl: Cria uma pergunta... e manda o link
bianca5432: o link https://brainly.com.br/tarefa/9610689
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