Seja [tex3]y=e^{-t}.cos(2t)[/tex3]. Verifique que
[tex3]\frac{d^{2}y}{dt^{2}}+2\frac{dy}{dt}+5y=0[/tex3]
Ensino Superior ⇒ Derivação implícita - aplicações guidorizze Tópico resolvido
- Cardoso1979 Offline
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Fev 2020
10
18:35
Re: Derivação implícita - aplicações guidorizze
Observe
Uma verificação:
Temos que
[tex3]y=e^{-t}.cos(2t) \ ( I )[/tex3]
Derivando ( I ) , vem ;
[tex3]y'=[e^{-t}.cos(2t)]'[/tex3]
[tex3]y'=(e^{-t})'.cos(2t)+e^{-t}.[cos(2t)]'[/tex3]
[tex3]y'=(-t)'.e^{-t}.cos(2t)+e^{-t}.(2t)'.[-sen(2t)][/tex3]
[tex3]y'=(-1).e^{-t}.cos(2t)-e^{-t}.(2).[sen(2t)][/tex3]
Logo,
[tex3]y'=-e^{-t}.cos(2t)-2e^{-t}sen(2t) [/tex3]
Ou
[tex3]\frac{dy}{dt}=-e^{-t}.cos(2t)-2e^{-t}sen(2t) \ (II)[/tex3]
Derivando ( I I ) , temos
[tex3]y''=[-e^{-t}.cos(2t)-2e^{-t}sen(2t)]' [/tex3]
[tex3]y''=[-e^{-t}.cos(2t)]'+[-2e^{-t}sen(2t)]' [/tex3]
[tex3]y''=(-e^{-t})'.cos (2t)-e^{-t}.[cos(2t)]'-(2e^{-t})'.sen(2t)-2e^{-t}.[sen (2t)]' [/tex3]
[tex3]y''=(-t)'.(-e^{-t}).cos (2t)-e^{-t}.(2t)'.[-sen(2t)]-(-t)'.2e^{-t}.sen(2t)-2e^{-t}.(2t)'.cos (2t)[/tex3]
[tex3]y''=1.e^{-t}.cos (2t)-e^{-t}.2.[-sen(2t)]+1.2e^{-t}.sen(2t)-2e^{-t}.2.cos (2t)[/tex3]
[tex3]y''=e^{-t}.cos (2t)+2e^{-t}.sen(2t)+2e^{-t}.sen(2t)-4e^{-t}.cos (2t)[/tex3]
Logo,
[tex3]y''=4e^{-t}.sen(2t)- 3e^{-t}.cos (2t)[/tex3]
Ou
[tex3]\frac{d^2y}{dt}=4e^{-t}.sen(2t)- 3e^{-t}.cos (2t) \ (III)[/tex3]
Vamos então substituir ( I ) , ( I I ) e ( I I I ) em [tex3]\frac{d^{2}y}{dt^{2}}+2\frac{dy}{dt}+5y=0[/tex3], fica;
[tex3]4e^{-t}.sen(2t)- 3e^{-t}.cos (2t)+2.[ -e^{-t}.cos(2t)-2e^{-t}sen(2t)] +5e^{-t}.cos(2t)=[/tex3]
[tex3]\cancel{4e^{-t}.sen(2t)}- 3e^{-t}.cos (2t) -2e^{-t}.cos(2t)-\cancel{4e^{-t}sen(2t)} +5e^{-t}.cos(2t)=[/tex3]
[tex3]- 5e^{-t}.cos (2t) +5e^{-t}.cos(2t)=0[/tex3]. C.q.v.
Bons estudos!
Uma verificação:
Temos que
[tex3]y=e^{-t}.cos(2t) \ ( I )[/tex3]
Derivando ( I ) , vem ;
[tex3]y'=[e^{-t}.cos(2t)]'[/tex3]
[tex3]y'=(e^{-t})'.cos(2t)+e^{-t}.[cos(2t)]'[/tex3]
[tex3]y'=(-t)'.e^{-t}.cos(2t)+e^{-t}.(2t)'.[-sen(2t)][/tex3]
[tex3]y'=(-1).e^{-t}.cos(2t)-e^{-t}.(2).[sen(2t)][/tex3]
Logo,
[tex3]y'=-e^{-t}.cos(2t)-2e^{-t}sen(2t) [/tex3]
Ou
[tex3]\frac{dy}{dt}=-e^{-t}.cos(2t)-2e^{-t}sen(2t) \ (II)[/tex3]
Derivando ( I I ) , temos
[tex3]y''=[-e^{-t}.cos(2t)-2e^{-t}sen(2t)]' [/tex3]
[tex3]y''=[-e^{-t}.cos(2t)]'+[-2e^{-t}sen(2t)]' [/tex3]
[tex3]y''=(-e^{-t})'.cos (2t)-e^{-t}.[cos(2t)]'-(2e^{-t})'.sen(2t)-2e^{-t}.[sen (2t)]' [/tex3]
[tex3]y''=(-t)'.(-e^{-t}).cos (2t)-e^{-t}.(2t)'.[-sen(2t)]-(-t)'.2e^{-t}.sen(2t)-2e^{-t}.(2t)'.cos (2t)[/tex3]
[tex3]y''=1.e^{-t}.cos (2t)-e^{-t}.2.[-sen(2t)]+1.2e^{-t}.sen(2t)-2e^{-t}.2.cos (2t)[/tex3]
[tex3]y''=e^{-t}.cos (2t)+2e^{-t}.sen(2t)+2e^{-t}.sen(2t)-4e^{-t}.cos (2t)[/tex3]
Logo,
[tex3]y''=4e^{-t}.sen(2t)- 3e^{-t}.cos (2t)[/tex3]
Ou
[tex3]\frac{d^2y}{dt}=4e^{-t}.sen(2t)- 3e^{-t}.cos (2t) \ (III)[/tex3]
Vamos então substituir ( I ) , ( I I ) e ( I I I ) em [tex3]\frac{d^{2}y}{dt^{2}}+2\frac{dy}{dt}+5y=0[/tex3], fica;
[tex3]4e^{-t}.sen(2t)- 3e^{-t}.cos (2t)+2.[ -e^{-t}.cos(2t)-2e^{-t}sen(2t)] +5e^{-t}.cos(2t)=[/tex3]
[tex3]\cancel{4e^{-t}.sen(2t)}- 3e^{-t}.cos (2t) -2e^{-t}.cos(2t)-\cancel{4e^{-t}sen(2t)} +5e^{-t}.cos(2t)=[/tex3]
[tex3]- 5e^{-t}.cos (2t) +5e^{-t}.cos(2t)=0[/tex3]. C.q.v.
Bons estudos!
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