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Equações Diferenciais Separáveis

Equações Diferenciais Separáveis

Mensagempor Claudin » Dom Mai 26, 2013 11:17

a) Encontre a solução do problema de valor inicial

\left\{\begin{array}
\frac{dy}{dx} \left\{\begin{array}\frac{dy}{dx}= \frac{2x+1}{3y^2-3}\\
y(0)=0 
\end{array}\right.

OBS: O correto é dy/dx, não conseguir inserir no LateX corretamente.
1º passo: Multipliquei cruzado a equação.

(3y^2-3)dy=(2x+1)dx

2º passo: Integrei ambos os lados

\int_{}^{}(3y^2-3)dy=\int_{}^{}(2x+1)dx

Obtive

y^3-3y-x^2-x=c

Para encontrar a solução do PVI eu substituo 0 no y e x? Ou só no y?

b) Determine o intervalo de validade de solução.

Gostaria de uma explicação melhor sobre essa letra, pois não sei o que fazer.

c) Determine os pontos onde a solução tem um máximo local

d) Faça um esboço do gráfico
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Re: Equações Diferenciais Separáveis

Mensagempor Man Utd » Dom Jun 15, 2014 23:41

Claudin escreveu:

y^3-3y-x^2-x=c

Para encontrar a solução do PVI eu substituo 0 no y e x? Ou só no y?


Tem que substituir o valor para x e y ,perceba que a condição inicial é x=0 e y=0, então :

0^3-3*0-0^2-0=c

c=0


A solução do PVI é : y^3-3y-x^2-x=0





Claudin escreveu: b) Determine o intervalo de validade de solução.

Gostaria de uma explicação melhor sobre essa letra, pois não sei o que fazer.




Tem que usar o teorema de existência e unicidade para equações não lineares do tipo y'=f(x,y) :

temos que : \frac{2x+1}{3y^2-3} é continua no R^2 exceto nas linhas horizontais y= \pm 1 e a sua derivada em relação a y : -\frac{2 (1+2 x) y}{3 (-1+y^2)^2} tbm é continua no R^2 exceto nas linhas horizontais y= \pm 1 , então como o ponto (0,0) que é a condição inicial está dentro da continuidade , então existe solução e é única.
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Assunto: Taxa de variação
Autor: felipe_ad - Ter Jun 29, 2010 19:44

Como resolvo uma questao desse tipo:

Uma usina de britagem produz pó de pedra, que ao ser depositado no solo, forma uma pilha cônica onde a altura é aproximadamente igual a 4/3 do raio da base.
(a) Determinar a razão de variação do volume em relação ao raio da base.
(b) Se o raio da base varia a uma taxa de 20 cm/s, qual a razão de variação do volume quando o raio mede 2 m?

A letra (a) consegui resolver e cheguei no resultado correto de \frac{4\pi{r}^{2}}{3}
Porem, nao consegui chegar a um resultado correto na letra (b). A resposta certa é 1,066\pi

Alguem me ajuda? Agradeço desde já.


Assunto: Taxa de variação
Autor: Elcioschin - Qua Jun 30, 2010 20:47

V = (1/3)*pi*r²*h ----> h = 4r/3

V = (1/3)*pi*r²*(4r/3) ----> V = (4*pi/9)*r³

Derivando:

dV/dr = (4*pi/9)*(3r²) -----> dV/dr = 4pi*r²/3

Para dr = 20 cm/s = 0,2 m/s e R = 2 m ----> dV/0,2 = (4*pi*2²)/3 ----> dV = (3,2/3)*pi ----> dV ~= 1,066*pi m³/s


Assunto: Taxa de variação
Autor: Guill - Ter Fev 21, 2012 21:17

Temos que o volume é dado por:

V = \frac{4\pi}{3}r^2


Temos, portanto, o volume em função do raio. Podemos diferenciar implicitamente ambos os lados da equação em função do tempo, para encontrar as derivadas em função do tempo:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.r}{3}.\frac{dr}{dt}


Sabendo que a taxa de variação do raio é 0,2 m/s e que queremos ataxa de variação do volume quando o raio for 2 m:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.2}{3}.\frac{2}{10}

\frac{dV}{dt} = \frac{16\pi}{15}