Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
Ir al contenido principal

¿Cómo convertir una solución de la ecuación de Ricatti en términos de una ecuación lineal de primer orden?

En esta ocasión, vengo a mostrarles la solución del problema 12 de ecuaciones lineales con ecuación de Ricatti del libro de Ecuaciones diferenciales con aplicaciones 2da edición, del autor Dennis G. Zill.
Nos piden que se convierta la ecuación diferencial:
dudx(Q(x)+2y1R(x))u=R(x)u2
A una ecuación diferencial lineal; esta ecuación diferencial viene de decir que la ecuación diferencial de Ricatti se puede expresar como la suma de dos funciones y1 y u, donde y1  es la solución conocida, y u satisface la ecuación de Bernoulli con n=2 que vamos a colocar en términos de una ecuación lineal de primer orden.
Dividimos toda la ecuación diferencial por u2:
u2dudx(Q(x)+2y1R(x))u1=R(x)
Realizamos un cambio de variable de la forma w=u1 y su respectiva derivada será dw=u2du, que para poder realizar el cambio de variable expresamos como dw=u2du:
dwdx(Q(x)+2y1R(x))w=R(x)
Esta ecuación diferencial queda mejor expresada como:
dwdx+(Q(x)+2y1R(x))w=R(x)
Que corresponde a una ecuación diferencial de primer orden lineal.

Comentarios

Entradas populares de este blog

¿Cuál es la integral de sen(2x)?

Nuestra integral a resolver está vez es la siguiente: sen(2x)dx Podemos realizar la siguiente sustitución u=2x, du=2dx, entonces du2=dx, así la integral nos queda de la forma: 12sen(u)du Que corresponde a una integral fundamental: 12sen(u)du=12cos(u)+C Deshacemos el cambio de variable y obtenemos la respuesta a nuestra integral: 12cos(2x)+C

¿Cómo resolver la ecuación diferencial de un oscilador armónico simple con gravedad?

En este caso vamos a solucionar la ecuación diferencial para un oscilador armónico unidimensional que solo tiene el movimiento en el eje y, y además está en presencia de la gravedad, su ecuación diferencial es la siguiente: ¨y+ω2y=g Esta es una ecuación diferencial no homogénea y la vamos a resolver por el método de variación de parámetros. Para este método necesitamos resolver la ecuación diferencial homogenea: ¨y+ω2y=0 Que ya la hemos resuelto en este enlace  aunque resuelta con la coordenada x, pero eso no va a importar, porque va a ser la misma solución, solo que cambiamos de x a y: y(t)=c1cos(ωt)+c2sen(ωt) Para resolver la ecuación diferencial debemos hallar el wronskiano: W(f(t),g(t))=|f(t)g(t)f(t)g(t)| Identificamos las funciones f(t)=c1cos(ωt) y g(t)=c2sen(ωt), hallamos las derivadas f(t)=c1ωsen(ωt) y $g'(t)=c_{...

Problema de probabilidad 1

A un mono se le dan 9 bloques: 3 en forma de cuadrados ,3 como rectángulos y 3 como triángulos. si saca tres de cada clase en orden, es decir, tres triángulos, luego la misma cantidad de cuadrados y así sucesivamente. ¿ sospecharía usted que el mono asoció figuras que tengan forma idéntica?. calcule la probabilidad de este evento. Como tenemos 3 figuras, debemos tener en cuenta todas las posibles formas de organizarlas, Luego una forma de representar este orden es de la siguiente manera: Tomamos C como Cuadrado, R como Rectángulo, y T como Triángulo CRTRTCTCR CTRRCTTRC Que corresponden a 6 formas de organizar las tres figuras, este procedimiento se puede representar fácilmente con la operación factorial, para nuestro caso queda definido como: 3!=3×2×1=6 Luego por cada vez que el mono saca tres bloques, estos vendrán organizados de 3! formas, y como son 3 tandas de veces que el mono va a sacar cantidades...