Examen Ecuaciones Diferenciales

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Ejemplo de examen ecuaciones diferenciales

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  • a) ( ) ( )

    Comprobando si es exacta:

    Dado que

    la ecuacin diferencial es exacta

    Integrando M respecto a x y adicionando una constante k(y)

    ( ) ( ) ( )

    ( ) ( )

    Derivando a u respecto a y e igualando a N:

    Integrando k se tiene:

    Sustituyendo k(y) en u se tiene la solucin de la forma u(x,y)=C

    ( )

  • b) ( ) ( )

    Comprobando si es exacta:

    Dado que

    la ecuacin diferencial es exacta

    Integrando M respecto a x y adicionando una constante k(y)

    ( ) ( ) ( )

    ( )

    Derivando a u respecto a y e igualando a N:

    Integrando para obtener k se tiene:

    Sustituyendo k(y) en u se tiene la solucin de la forma u(x,y)=C

  • a) ( ) ( ) sujeto a y(0)=1

    Comprobando si es exacta:

    Dado que

    la ecuacin diferencial es exacta

    Integrando M respecto a x y adicionando una constante k(y)

    ( ) ( ) ( )

    ( )

    Derivando a u respecto a y e igualando a N:

  • Integrando para obtener k se tiene:

    ( ) ( ) ( )

    Sustituyendo k(y) en u se tiene la solucin de la forma u(x,y)=C

    ( )

    Evaluando la condicin inicial:

    ( )( ) ( )

    Por lo tanto la solucin para la condicin inicial dad es:

  • b) ( ) ( ) sujeto a y(-1)=2

    Comprobando si es exacta:

    Dado que

    la ecuacin diferencial es exacta

    Integrando M respecto a t y adicionando una constante k(y)

    ( ) ( ) ( )

    ( )

    Derivando a u respecto a y e igualando a N:

  • Integrando para obtener k se tiene:

    ( ) ( )

    Sustituyendo k(y) en u se tiene la solucin de la forma u(t,y)=C

    Evaluando la condicin inicial:

    ( ) ( )( ) ( ) ( )

    Por lo tanto la solucin para la condicin inicial dada es:

  • 2.

    ( )

    Sustituyendo los valores dados:

    Separando variables:

    Integrando:

    ( )

    ( )

    Evaluando la condicin inicial:

    ( )

    Por tanto la solucin es:

    ( )

    (a)

    Para cuanto t tiende a infinito el trmino de exponencial negativa tiende a cero, por lo

    cual la corriente est dada por:

    ( )