Uma equação diferencial ordinária de primeiro grau pode ser muitas vezes simplesmente solucionada pelo método das variáveis separáveis, tal método, que é considerado a forma mais simples de se resolver uma equação diferencial, basicamente divide as variáveis independentes e dependentes com seus respectivos fatores de integração, permitindo a integração das variáveis. Considerando o texto apresentado e o conteúdo estudado sobre variáveis separáveis, calcule a equação abaixo utilizando o método das variáveis separáveis: dy/dx = (1+e2x) Avalie as afirmativas a seguir:

Questão

Uma equação diferencial ordinária de primeiro grau pode ser muitas vezes simplesmente solucionada pelo método das variáveis separáveis, tal método, que é considerado a forma mais simples de se resolver uma equação diferencial, basicamente divide as variáveis independentes e dependentes com seus respectivos fatores de integração, permitindo a integração das variáveis.

Considerando o texto apresentado e o conteúdo estudado sobre variáveis separáveis, calcule a equação abaixo utilizando o método das variáveis separáveis:

dy/dx = (1+e2x)

Avalie as afirmativas a seguir:

Imagem 1

dydx=1+e2x\dfrac{dy}{dx} = 1 + e^{2x}

Alternativas

A) O resultado da integral é x + e^x + c

B) O resultado da integral é x2 + e2x + c

Resposta certa

C) O resultado da integral é x + 1/2 e2x + c

D) O resultado da integral é x + 2e2x + c

E) O resultado da integral é x + 1/2ex + c

Explicação

A EDO dada é

dydx=1+e2x\dfrac{dy}{dx} = 1 + e^{2x}.

Como o lado direito depende apenas de xx, basta integrar em relação a xx:

dy=(1+e2x) dxdy = (1 + e^{2x})\,dx

∫dy=∫(1+e2x) dx\int dy = \int (1 + e^{2x})\,dx

No lado esquerdo:

∫dy=y\int dy = y.

No lado direito:

∫(1) dx=x\int (1)\,dx = x

e

∫e2x dx=12e2x\int e^{2x}\,dx = \frac{1}{2}e^{2x}, pois se u=2xu=2x, então du=2dxdu=2dx e dx=du2dx=\frac{du}{2}:

∫e2xdx=∫eudu2=12eu=12e2x\int e^{2x}dx = \int e^{u}\frac{du}{2} = \frac{1}{2}e^{u} = \frac{1}{2}e^{2x}.

Logo, a solução geral é

y=x+12e2x+Cy = x + \frac{1}{2}e^{2x} + C.

Isso corresponde à alternativa C.

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