Enunciado

O método esboçado no Problema 30 pode ser usado em qualquer equação homogênea. Ou seja,

a substituição y = (x) transforma uma equação homogênea em uma equação separável. Esta

última equação pode ser resolvida por integração direta, e depois a substituição de υ por y/x

fornece a solução da equação original. Em cada um dos problemas de 31 a 38:

(a) Mostre que a equação dada é homogênea.

(b) Resolva a equação diferencial.

(c) Desenhe um campo de direções e algumas curvas integrais. Elas são simétricas em relação

à origem?

d y d x = x 2   -   3 y 2 2 x y

Passo 1

  1. e (b) Antes de determinar o comportamento da solução, precisamos encontrar qual é a solução final da EDO acima, é visto que ela é do tipo que pode separar para calcular a solução. A resolução dela é bem parecida com o que fizemos anteriormente em EDO de primeira ordem. Vamos fazera substituiçãode y   =   x v .

Assim, temos:

y   =   x v

d y d x   =   v   +   x   d v d x

v   +   x   d v d x = x 2   -   3 ( x v ) 2 2 x ( x v )

x d v d x = 1   -   3 v 2 2 v   –   v

x d v d x = 1   -   3 v 2 2 v   -   v

x d v d x = 1   -   3 v 2   -     2 v 2 2 v  

2 v   d v 1   -   3 v 2   -     2 v 2 = d x   x

Passo 2

  1. e (b) Quando olhamos a equação, percebemos que agora ela é uma EDO do tipo separável.

Agora para termos uma equação dependendo de y e de v, basta integrar dos dois lados

Integrando dos dois lados, temos:

∫ d x   x =   ∫ 2 v   d v 1   -   5 v 2    

l n   x = - l n   5 v 2 -   1 5   +   C

Só que no ínicio consideramos que y   =   x v   →   v   =   y x

Ou seja, temos que:

l n   x = - l n   5 y x 2 -   1 5   +   C

x 3 x 2   -   5 y 2 =   C

Passo 3

C) As retas abaixo foram construídas quando C obteve tais valores:

vermelha – C =4

azul - C = 8

verde – C = 20

Ou seja, são simétricas em relação a origem.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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