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EJERCICIO CALCULO ECUACIONES DIFERENCIALES, Ejercicios de Cálculo

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Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 22/12/2020

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rodrigo-alfieri-flores-ramos 🇵🇪

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“AÑO DE LA UNIVERSALIZACIÓN DE LA SALUD”.
CARRERA PROFESIONAL:
INGENIERIA CIVIL
CATEDRATICO:
MGR. COAYLA VILCA ALBERTO REGULO
CURSO :
CALCULO IV
TEMA :
TRABAJO PRACTICO NO 1
ALUMNO :
JORGE TORRES MARTIN JACINTO
CODIGO :
151021018P
MOQUEGUA - PERU
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¡Descarga EJERCICIO CALCULO ECUACIONES DIFERENCIALES y más Ejercicios en PDF de Cálculo solo en Docsity!

“AÑO DE LA UNIVERSALIZACIÓN DE LA SALUD”.

CARRERA PROFESIONAL :

INGENIERIA CIVIL

CATEDRATICO:

MGR. COAYLA VILCA ALBERTO REGULO

CURSO :

CALCULO IV

TEMA :

TRABAJO PRACTICO NO^1

ALUMNO :

 JORGE TORRES MARTIN JACINTO

CODIGO :

 151021018P

MOQUEGUA - PERU

UNIVERSIDAD JOSÉ CARLOS MARIÁTEGUI CALCULO IV

TRABAJO PRÁCTICO DE CALCULP IV

EJERCICOS NO^ 48 DE CALCULO IV.

1. RESOLVER LA SIGUIENTE ECUACIÓN DIFERENCIAL DE V.

SEPARABLES.

𝒚 −^

𝟏 + 𝒚 ,^ 𝒚(𝟎) = 𝟏

SOLUCION.-

 Factorizamos la ecuación: 𝒅𝒚 𝒅𝒙 =

𝒚 −^

𝟏 + 𝒚 ,^ 𝒚(𝟎) = 𝟏

𝒅𝒙 =^

𝒅𝒙 = 𝒙 →^ → (𝒚 + 𝒚

 Integramos la ecuación ya separada: (𝒚 + 𝒚𝟐)𝒅𝒚 = 𝒙𝒅𝒙 ∫(𝒚 + 𝒚𝟐)𝒅𝒚 = ∫ 𝒙𝒅𝒙 𝒚𝟐 𝟐 +

 Hacemos mínimo común múltiplo: 𝒚𝟐 𝟐 +

𝟑𝒚𝟐^ + 𝟐𝒚𝟑

𝟑𝒚𝟐^ + 𝟐𝒚𝟑^ = 𝟑𝒙𝟐^ + 𝟔𝒄

 Reemplazamos 𝒚(𝟎) = 𝟏 en la ecuación obtenida :

𝟑𝒚𝟐^ + 𝟐𝒚𝟑^ = 𝟑𝒙𝟐^ + 𝟔𝒄 𝟑(𝟏)𝟐^ + 𝟐(𝟏)𝟑^ = 𝟑(𝟎)𝟐^ + 𝟔𝒄 𝟑 + 𝟐 = 𝟎 + 𝟔𝒄 𝟓 = 𝟔𝒄

UNIVERSIDAD JOSÉ CARLOS MARIÁTEGUI CALCULO IV

 Integramos la ecuación obtenida:

1 𝑥 𝑑𝑥 = −^

√(1 − 𝑢^2 )

𝑥 𝑑𝑥 = − ∫^

√(1 − 𝑢^2 )

𝑥 𝑑𝑥 = − ∫^

√(1 − 𝑢^2 )

ln(𝑥) = −𝑎𝑟𝑐𝑠𝑒𝑛(𝑢) + 𝐶

 Reemplazamos el valor de 𝑢 = 𝑦𝑥 en la ecuación:

ln(𝑥)^ = −𝑎𝑟𝑐𝑠𝑒𝑛 (

𝑥)^ +^ 𝐶

C = ln(𝑥)^ + 𝑎𝑟𝑐𝑠𝑒𝑛 (

UNIVERSIDAD JOSÉ CARLOS MARIÁTEGUI CALCULO IV

3. RESOLVER LA EC. DIFERENCIAL REDUCIBLES A EXACTA:

SOLUCION.-

 Comprobamos si es una ecuación diferencial exacta:

2𝑦 𝑑𝑥 + 3𝑥 𝑑𝑦 = 3𝑥−1𝑑𝑦 2𝑦 𝑑𝑥 + 3𝑥 𝑑𝑦 =

2𝑦𝑥 𝑑𝑥 + 3𝑥^2 𝑑𝑦 = 3𝑑𝑦

2𝑦𝑥 𝑑𝑥 + 3𝑥^2 𝑑𝑦 − 3𝑑𝑦 = 0

2𝑦𝑥 𝑑𝑥 + (3𝑥^2 − 3)𝑑𝑦 = 0 (𝑒𝑐. 1)

𝒅𝒚 =^ 𝟐𝒚𝒙^ =^ 𝟐𝒙

𝒅𝒙 =^ 𝟑𝒙

 Factor integrante:

2𝑦𝑥 →^ 𝑢(𝑥) =

 Integramos:

𝒅 𝒅𝒙𝑵−

𝒅 𝒅𝒚𝑴 𝑴 𝒅𝒚

2 𝑦𝑑𝑦^ → 𝑢(𝑦) = 𝑒2 ∫

1 𝑦𝑑𝑦^ → 𝑢(𝑦) = 𝑒2ln(𝑦)

𝑢(𝑦) = 𝑒2ln(𝑦)^ → 𝑢(𝑦) = 𝑦^2

UNIVERSIDAD JOSÉ CARLOS MARIÁTEGUI CALCULO IV

4. RESOLVER LA ECUACION DIFERENCIAL LINEAL:

(𝒙𝟓^ + 𝟑𝒚)𝒅𝒙 − 𝒙 𝒅𝒚 = 𝟎

SOLUCION.-

 Acomodamos la ecuación según la fórmula:

𝒚′^ + 𝒇(𝒙)𝒚 = 𝒈(𝒙) (𝑥^5 + 3 𝑦)𝑑𝑥 = 𝑥 𝑑𝑦 (𝑥^5 + 3 𝑦) (^) = 𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑥 →^ 𝑥^

𝑑𝑥 =^

(𝑥^5 + 3 𝑦)

𝑑𝑥 =^

(𝑥^5 + 3 𝑦)

𝑥 →^ 𝑥^

𝑑𝑥 −^3 𝑦^ =^ 𝑥

5

𝑥 𝑥

𝑑𝑥 −^

𝑥 =^

𝑥^5

𝑥 →^ 𝑦

𝑥 =^ 𝑥

4

{𝑓(𝑥) = 3/𝑥𝑔(𝑥) = 𝑥 4

 Hallamos factor integrante:

3

𝑥𝑑𝑥^ → 𝑢(𝑥) = 𝑒3 ∫

1 𝑥𝑑𝑥

𝑢(𝑥) = 𝑒3ln(𝑥)^ → 𝑢(𝑥) = 𝑥^3

 Integramos la función según fórmula: 𝒚 =

𝑥^3 ∗ ∫ 𝑥

𝑥^3 ∗ ∫ 𝑥

7 𝑑𝑥 → 𝑦 =^1

𝑥^3 ∗

𝑥^8

𝑥^8

8𝑥^3 +

𝑥^3 →^ 𝑦 =

𝑥^5

𝑥^5