Ejercicios 4.1
Teoría preliminar: Ecuaciones lineales
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Apuntes: Definiciones, teoremas.
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Nota: Las explicaciones magistrales de esta teoría las puede leer en el libro "Ecuaciones diferenciales con aplicaciones de modelado", Ed. siete o nueve, del Profesor D.G. Zill.
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 PVI
Problema con valores iniciales PVI para una ED lineal.
Para una ecuación diferencial lineal, un problema con valores iniciales de n-ésimo orden es
 Teorema de existencia y unicidad
 Problema con valores en la frontera
Problema con valores en la frontera.
A diferencia de un problema con valores iniciales en donde la variable dependiente y sus derivadas se especifican en un sólo punto, en un problema con valores en la frontera las condiciones se especifican en diferentes puntos. Un problema tal como
Se llama un problema con valores en la frontera (PVF) de segundo orden. Los valores prescritos
Para una ecuación diferencial de segundo orden , otros pares de condiciones en la frontera podrían ser
v Un problema con valores en la frontera puede tener varias, una o ninguna solución.
 ecuaciones homogeneas
Ecuaciones diferenciales homogéneas y no homogéneas.
Una ecuación diferencial de n-ésimo orden de la forma
se dice que es homogénea. Mientras que una ecuación
con g(x) diferente de 0 se dice que es no homogénea.
 Teorema 4.1.2
Teorema 4.1.2. Principio de superposición; ecuaciones homogéneas.
 Definición 4.1.1
Definición 4.1.1. Dependencia e independencia lineal.
 Definición 4.1.2
Definición 4.1.2. Wronskiano.
 Teorema 4.1.3
Teorema 4.1.3. Criterio para soluciones linealmente independientes.
 Definición 4.1.3
Definición 4.1.3. Conjunto fundamental de soluciones.
 Teorema 4.1.4
Teorema 4.1.4. Existencia de un conjunto fundamental de soluciones.
Existe un conjunto fundamental de soluciones para la ecuación diferencial homogénea de n-ésimo orden (6) en un intervalo I.
 Teorema 4.1.5
Teorema 4.1.5. Solución general de la ecuación diferencial homogénea de n-ésimo orden.
 Teorema 4.1.6
Teorema 4.1.6. Solución general de la ecuación diferencial no homogénea de n-ésimo orden.
 Función complementaria
v Función complementaria.
 Teorema 4.1.7
Teorema 4.1.7. Principio de superposición para las ED lineales no homogéneas.
 Enunciados de los ejercicios
Enunciados de los ejercicios
Solución en imagen  y o video  de los problemas de los Ejercicios 4.1:
4.1.1 PROBLEMAS CON VALORES INICIALES Y CON VALORES EN LA FRONTERA
En los problemas 1 a 4, la familia de funciones que se proporciona es la solución general de la ecuación diferencial en el intervalo que se indica. Encuentre un miembro de la familia que sea una solución del problema con valores iniciales.
En los problemas 9 y 10, encuentre un intervalo centrado en x = 0 para el cual el problema con valores iniciales da tiene una solución única.
En los problemas 13 y 14 la familia de dos parámetros dada es una solución de de la ecuación diferencial que se indica en el conjuno de todos los reales. Determine si se puede enconrtrar un miembro de la familia que satisfaga las condiciones en la ftontera.
4.1.2 ECUACIONES HOMOGÉNEAS
En los problemas 15 a 22 determine si el conjunto de funciones es linealmente independiente en el intervalo (- infinito, infinito).
En los problemas 23 a 30 compruebe que las funciones dadas forman un conjunto fundamental de soluciones de la ecuación diferencial en el intervalo que se indica. Forme la solución general.
4.1.3 ECUACIONES NO HOMOGÉNEAS
En los problemas 31 a 34 compruebe que dada la familia de soluciones de dos parámetros, se trata de la solución general de la ecuación diferencial no homogénea en el intervalo indicado.
 Lista de reproduccción
Lista de reproduccción de los videos en You Tube sobre el Ejercicio 4.1
Soluciones de los ejercicios
Soluciones de los ejercicios
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