Autor Tema: Resolución de Ecuaciones diferenciales

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01 Noviembre, 2023, 07:17 pm
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lorena.zambrano

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Halle la solución general de ésta ED

\( y"-2y'+2y = \beta e^t sin t . \)

\( \beta = 8 \)

Este ejercicio se resuelve de la misma forma que el anterior? O debo aplicar otro método chicos?

01 Noviembre, 2023, 09:14 pm
Respuesta #1

lorena.zambrano

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De que forma se resuelve este ejercicio? Es una Ecuación diferencial de coeficientes indeterminados no homogénea? No entiendo

01 Noviembre, 2023, 09:23 pm
Respuesta #2

ani_pascual

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De que forma se resuelve este ejercicio? Es una Ecuación diferencial de coeficientes indeterminados no homogénea? No entiendo
Hola:
Primero tienes que resolver la ecuación homogénea asociada con el mismo método que en el ejercicio anterior
\( y''-2y'+2y=0 \) para obtener la solución general de la ecuación homgénea, \( y_h \).
Luego tienes que buscar una solución particular de la EDO completa, \( y_p \),  con el método de los coeficientes indeterminados o  con el método de variación de las constantes u otro.
Una vez obtenida, la solución general de la EDO completa es \( y(t)=y_h(t)+y_p(t) \)
Saludos

02 Noviembre, 2023, 04:48 am
Respuesta #3

lorena.zambrano

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La ecuación homogénea relacionada es
\( y"-2y'+2y=0 \)

\( y=e^{rx} \)

\( r^2-2r+2=0 \)
\( r_1 =\frac{-(-2)+2i}{2}=1±i \)

\( y=e^{t}(C_1cos(t)+C_2sen(t)) \)

\( yp=Ae^t sin(t) \)

Chicos ya de aquí me quedé estancada.  :'(

02 Noviembre, 2023, 08:36 am
Respuesta #4

ani_pascual

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La ecuación homogénea relacionada es
\( y"-2y'+2y=0 \)

\( y=e^{rx} \)

\( r^2-2r+2=0 \)
\( r_1 = \frac{-2+2i}{2}=\textcolor{red}{-1+i} \)

\( y=e^{-t}(C_1cos(t)+C_2sen(t)) \)

\( yp=\textcolor{red}{Ae^t sin(t)} \)

Chicos ya de aquí me quedé estancada.  :'(
Hola:
Te sugiero que revises la resolución de la ecuación característica; yo obtengo \( r=1\pm i \);  respecto a la solución particular, has de buscar una del tipo \( y_p(t)=te^t(A\cos t +B\sen t) \)
Saludos

02 Noviembre, 2023, 12:30 pm
Respuesta #5

lorena.zambrano

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Tienes razón, ya lo he corregido. No entiendo lo de la solución particular, ahora debo derivar?

02 Noviembre, 2023, 01:40 pm
Respuesta #6

ani_pascual

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Tienes razón, ya lo he corregido. No entiendo lo de la solución particular, ahora debo derivar?
Hola:
Eso es; ahora deriva y halla la expresión de \( y'_p(t) \) y de \( y_p''(t) \); luego impones la condición de que \( y_p''(t)-2y_p'(t)+2y_p(t)=\textcolor{red}{8}e^t\sen t \) y calculas el valor de los coeficientes indeterminados \( A \) y \( B \). Una vez hecho esto, la solución general de la ecuación completa es, como te he dicho antes, \( y(t)=y_h(t)+y_p(t) \)
A mí me sale:
Spoiler
\( y(t)=C_1e^t\cos t+C_2e^t\sen t-4te^t\cos t \) o lo que es lo mismo \( y(t)=(C_1-4t)e^t\cos t+C_2e^t\sen t \) con \( C_1,C_2\in\mathbb{R} \)
[cerrar]
Saludos
Corregido; gracias lorena.zambrano

02 Noviembre, 2023, 02:03 pm
Respuesta #7

lorena.zambrano

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Hola, no debería ser \( 8^tsen(t) \)? Por qué has colocado \( 2^tsen(t) \)? Eso cambiaría el resultado?
\( y= Ae^tsen(t) \)
\( y'=A(e^t sin (t)+Cos(t)e^t) \)
\( y" =2Ae^t Cos(t) \)

Luego se sustituye en
\( y"-2y'+2y=8e^tsint \)
\( =2Ae^t Cos(t)-A(e^t sin (t)+Cos(t)e^t)+Ae^tsen(t)=8e^tsint \)
\( Ae^tcos(t)= 8e^tsin(t) \)
\( A=8 \)
\( y_p=8e^tsen(t) \)
\( y=e^t(C_1cos(t)+C_2sen(t)+8e^tsen(t) \)

Perdonen la locura que he hecho. Debe estar muy mal, necesito ayuda por favor. Pueden explicarme los pasos intermedios con los que llegan al resultado? A mí me dió algo totalmente diferente



02 Noviembre, 2023, 03:46 pm
Respuesta #8

ani_pascual

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Hola, no debería ser \( 8^tsen(t) \)? Por qué has colocado \( 2^tsen(t) \)? Eso cambiaría el resultado?
\( \textcolor{red}{y= Ae^tsen(t)} \)
\( y'=A(e^t sin (t)+Cos(t)e^t) \)
\( \textcolor{red}{y" =2Ae^t Cos(t)} \)

Luego se sustituye en
\( y"-2y'+2y=8e^tsint \)
\( =2Ae^t Cos(t)-A(e^t sin (t)+Cos(t)e^t)+Ae^tsen(t)=8e^tsint \)
\( Ae^tcos(t)= 8e^tsin(t) \)
\( A=8 \)
\( y_p=8e^tsen(t) \)
\( y=e^t(C_1cos(t)+C_2sen(t)+8e^tsen(t) \)

Perdonen la locura que he hecho. Debe estar muy mal, necesito ayuda por favor. Pueden explicarme los pasos intermedios con los que llegan al resultado? A mí me dió algo totalmente diferente
Hola:
Sí, es una errata; debería ser \(   \cdots =8e^t\sen t \)
De todas formas, en la solución que he puesto en el spoiler está correcto
Ya te digo que, en principio, aplicando la teoría, debes buscar una solución particular del tipo \( y_p(t)=te^t(A\cos t+B\sen t) \) dado que la función del miembro de la derecha de la ecuación, es decir,  \( 8e^t\sen t \) es del tipo  \( e^{\alpha t}(P(t)\cos \beta t +Q(t)\sen \beta t) \) con \( P(t)=0, Q(t)=8 \), \( \alpha=1,\beta=\pm 1 \) y además \( \alpha \pm \beta i=1\pm i \) es una raíz de  la ecuación característica asociada a la EDO homogénea cuyo orden de multiplicidad es uno.
La solución particular que has usado no es de ese tipo; además me parece que no tienes bien la segunda derivada.
Saludos

02 Noviembre, 2023, 04:11 pm
Respuesta #9

lorena.zambrano

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ani_pascual cómo llegas a la solución particular? Cuál parte hay que derivar? Es que allí no entiendo , por favor necesito los pasos intermedios