Problema nº 1, integración de ecuaciones diferenciales

Enunciado del ejercicio nº 1

y" - 2·y' - 3·y = e⁻ˣ/2

Cálculo de las raíces:

λ² -2·λ - 3 = 0

Cálculo de las raíces

λ₁ = 3

λ₁ = -1

La integral homogénea es:

y* = c₁·e³˙ˣ + c₂·e⁻¹˙ˣ

Cálculo de la integral particular:

y = a·x⁵·e⁻ˣ

Como:

s = 1

y = a·x·e⁻ˣ

Sus derivadas son:

Integral general' = a·e⁻ˣ - a·x·e⁻ˣ

Integral general" = -a·e⁻ˣ - (a·e⁻ˣ - a·x·e⁻ˣ)

Integral general" = -a·e⁻ˣ - a·e⁻ˣ + a·x·e⁻ˣ

Integral general" = -2·a·e⁻ˣ + a·x·e⁻ˣ

Debe verificar:

(-2·a·e⁻ˣ + a·x·e⁻ˣ) - 2·(a·e⁻ˣ - a·x·e⁻ˣ) - 3·(a·x·e⁻ˣ) = e⁻ˣ/2

-2·a·e⁻ˣ + a·x·e⁻ˣ - 2·a·e⁻ˣ + 2·a·x·e⁻ˣ - 3·a·x·e⁻ˣ = e⁻ˣ/2

-2·a·e⁻ˣ - 2·a·e⁻ˣ + a·x·e⁻ˣ + 2·a·x·e⁻ˣ - 3·a·x·e⁻ˣ = e⁻ˣ/2

-4·a·e⁻ˣ = e⁻ˣ/2

-4·a = ½

a = -⅛

La integral particular es:

Integral general = -x·e⁻ˣ/8

Luego la integral general es:

y = y* + Integral general

y* = C₁·e³˙ˣ + C₂·e⁻¹˙ˣ - x·e⁻ˣ/8

Ejemplo de integración de ecuaciones diferenciales

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