15. EDO.var.Separables

4
7/23/2019 15. EDO.var.Separables http://slidepdf.com/reader/full/15-edovarseparables 1/4 INGENIERÍA AMBIENTAL UNIDAD UNIDAD: INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN A LAS ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE 1° ORDEN Y 2° ORDEN HOMOGÉNEAS SESIÓN 11 SESIÓN 11: EDO. DE VARIABLES SEPARABLES EDO. DE VARIABLES SEPARABLES NIVEL 1 NIVEL 1: Para lo !"!r#$#$o %!l 1 al 1&' !(#)!(*r!' $ ! +o$,l!' “y” !( -)(#$( %! “x”. 1/  0 2 0 dy  x x dx = + 2/ 2 0 1 / dy x dx y x = + 0/  2 0/ 2 2/ 3  x dx y dy + + = &/  2 &/ / 3  xy x dx xy y dy + + = /  2 2 3  x y x y e dx e dy = 4/ #o 3  xdy ydx = 5/ 6 1  y x xy y = + 7/  2 2 6  x y yx y = 8/  ( ) 0 2 2 1 / 6 1 3  y x y x y + + + = 13/ *a( 6!# 3  x y y x = 11/  x y  y e  + ′= 12/  2 6 l(  x  xy ye y y + = 10/  2 !( #o / 3  y e xdx x dy = 1&/ 0 0 1/ 1/  y x dy dx  x y + = + Para lo !"!r#$#$o 1 al 20' !(#)!(*r! )(a ol)#$( +ar*$#)lar %! !#)a#$( %$-!r!(#$al 9)! a*$-a#! la #o(%$#$( %a%a. 1/  2 2 6 0 6:  y y y y =   y = 1 #)a(%o x = 3 14/ 2 1/ 3:  y  xdy x e dx + =   y = 2  #)a(%o  x = 1 15/  2 !#2 / #o 3:  y dx xdy =  ; < π=4 #)a(%o > < π=& 17/  2 / & 3:  xy x dx x dy + + + =   y = 1 #)a(%o  x = 0 18/  2 1 3:  xdy y dx =  ; < ? #)a(%o x = 1 23/ 2 2 1 ' 1/ 1 1 dy x  y dx y = = + 21/  & 2 0 2 ' 1/ & dy  x x y dx = = 22/  2 1 / ' 3/ 1 dy  x y y dx = = 20/  1' 3/ : 3/ 1  y y y y ′′ = = =  NIVEL 2 NIVEL 2: 2&/ @C)l ! la ol)#$( a la EDO 2 0 '  y dy e y x dx = − +  #o( #o(%$#$o(! $($#$al!  x < 4' y < 3 2/ la !(*a ar$(al! !( #$!(*o %! %lar!/ %! )(a #o+aa !*( %a%a +or 3'2 '  x dy e dx =  %o(%! x ! !l (!ro %! !! 9)! la #o+aa Ja !*a%o a,$!r*a. S)+o(a 9)! $($#$al!(*! la !(*a -)!ro( 3. E(#)!(*r! la !(*a %!+)K %! 4 !! ; %!+)K %! 12 !!. 24/ La ra( a la 9)! )( ()!o *ra,a"a%or %! #$!r*a -,r$#a +ro%)#! ar*#)lo !* %a%a  +or 3' 212 /: dy  y dx =  %o(%!  y ! !l (!ro %! ar*#)lo 9)! !l *ra,a"a%or  +ro%)#! +or %a'  x ! !l (!ro %! %a *ra,a"a%o ; la +ro%)##$( >$a +or %a ! %! 12 ar*#)lo. S)+o(a 9)! !l *ra,a"a%or +ro%)"o 23 ar*#)lo !l +r$!r %a !( ) *ra,a"o  x < 3/. 1

Transcript of 15. EDO.var.Separables

Page 1: 15. EDO.var.Separables

7/23/2019 15. EDO.var.Separables

http://slidepdf.com/reader/full/15-edovarseparables 1/4

INGENIERÍA AMBIENTAL

UNIDADUNIDAD:: INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN A LAS ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS DE 1° ORDEN Y2° ORDEN HOMOGÉNEAS

SESIÓN 11SESIÓN 11:: EDO. DE VARIABLES SEPARABLESEDO. DE VARIABLES SEPARABLES

NIVEL 1NIVEL 1::

Para lo !"!r#$#$o %!l 1 al 1&' !(#)!(*r!' $ ! +o$,l!' “y” !( -)(#$( %! “x”.

1/   0 20

dy x x

dx= − +

2/2

01 /

dy x

dx y x=

+

0/   2 0/ 2 2/ 3 x dx y dy+ + − =

&/   2 & / / 3 xy x dx x y y dy− + + =

/   2 2 3 x y x ye dx e dy− −

− =

4/ #o 3 xdy ydx− =

5/ 6 1 y x xy y= − + −

7/   2 26 x y yx y− =

8/   ( )0 2 21 / 6 1 3 y x y x y+ + + =

13/ *a( 6!# 3 x y y x− =

11/   x y y e   +′ =

12/  2

6 l( x xy y e y y+ =

10/   2!( #o / 3 ye xdx x dy− =

1&/0

0

1/

1/

 y xdy

dx   x y

+=

+

Para lo !"!r#$#$o 1 al 20' !(#)!(*r! )(a ol)#$( +ar*$#)lar %! !#)a#$( %$-!r!(#$al 9)! a*$-a#! la#o(%$#$( %a%a.

1/   22 6 0 6: y y y y= −   y = 1 #)a(%o x = 3

14/ 2 1/ 3: y xdy x e dx−

− + =   y = 2 #)a(%o x =

1

15/   2!#2 / #o 3: y dx xdy− =  ; < π=4 #)a(%o

> < π=&

17/   2 / & 3: xy x dx x dy+ + + =   y = 1 #)a(%o

 x = 0

18/   21 3: xdy y dx− − =  ; < ? #)a(%o x = 1

23/2

2

1' 1/ 1

1

dy x y

dx y

−= − =

+

21/   & 2 0 2 ' 1/ &dy

 x x ydx

= − − =

22/   21 / ' 3/ 1dy

 x y ydx

= − − =

20/   1' 3/ : 3/ 1 y y y y′′ ′ ′= = =

 

NIVEL 2NIVEL 2::

2&/ @C)l ! la ol)#$( a la EDO2

0 ' y dye y x

dx= − +  #o( #o(%$#$o(! $($#$al!

 x < 4' y < 3

2/ la !(*a ar$(al! !( #$!(*o %!%lar!/ %! )(a #o+aa !*( %a%a +or 

3'2 ' xdye

dx=  %o(%! x ! !l (!ro %! !!

9)! la #o+aa Ja !*a%o a,$!r*a. S)+o(a9)! $($#$al!(*! la !(*a -)!ro( 3.

E(#)!(*r! la !(*a %!+)K %! 4 !! ;%!+)K %! 12 !!.

24/ La ra( a la 9)! )( ()!o *ra,a"a%or %!#$!r*a -,r$#a +ro%)#! ar*#)lo !* %a%a

 +or 3'212 /:dy

 ydx

= −   %o(%!  y  ! !l

(!ro %! ar*#)lo 9)! !l *ra,a"a%or  +ro%)#! +or %a'  x  ! !l (!ro %! %a*ra,a"a%o ; la +ro%)##$( >$a +or %a

! %! 12 ar*#)lo. S)+o(a 9)! !l*ra,a"a%or +ro%)"o 23 ar*#)lo !l +r$!r %a!( ) *ra,a"o  x < 3/.

1

Page 2: 15. EDO.var.Separables

7/23/2019 15. EDO.var.Separables

http://slidepdf.com/reader/full/15-edovarseparables 2/4

INGENIERÍA AMBIENTAL

a/ E(#)!(*r! !l (!ro %! ar*#)lo9)! !l ()!o *ra,a"a%or +ro%)#$r !( 13%a

 ,/ D! a#)!r%o #o( la -)(#$( %!ol)#$( %! la !#)a#$( %$-!r!(#$al'

@+)!%! !l *ra,a"a%or +ro%)#$r 12ar*#)lo !( )( %a

25/ S)+(a! 9)! )( al)(o %! la ESPOL! +or*a%or %!l $r) %! la r$+! ; a +!ar %!!lla a a la !#)!la %o(%! Ja; 333!*)%$a(*!. S$ ! )+o(! 9)! la ra( #o( la9)! ! +ro+aa !l $r) ! +ro+or#$o(al (oolo a la #a(*$%a% %! $(-!#*a%o $(o*a,$K( a la #a(*$%a% %! (o $(-!#*a%o.D!*!r$(! la #a(*$%a% %! al)(o$(-!#*a%o a lo 4 %a %!+)K' $ !

o,!ra 9)! a lo & %a la #a(*$%a% %!$(-!#*a%o !ra %! 3.

27/ E( )( #)l*$o %! l!a%)ra la ra+$%! %!#a,$o ! +ro+or#$o(al a la #a(*$%a%!>$*!(*!. S$ la #a(*$%a% %! #)l*$o !%)+l$#a !( & Jora' @)K #a(*$%a% +)!%!!+!rar! al #a,o %! 14 Jora' #o( la $ara+$%! %! #r!#$$!(*o

28/ U( #$r#)$*o RL *$!(! )(a -! %! 8 ol*$o')(a r!$*!(#$a %! 03 oJ$o' )(a$(%)#*a(#$a %! 1 J!(r$o ; (o *$!(! #orr$!(*!$($#$al. Hallar la #orr$!(*! +ara *<1=!)(%o.

03/ La -$)ra r!+r!!(*a )( #$r#)$*o RC' !%!#$r' )( #$r#)$*o -ora%o +or )( r!$*or R !( !r$! #o( )( #a+a#$*or C' #o(!#*a%o a )(a-)!(*! %! -)!ra !l!#*roo*r$ 9)! +ro+or#$o(a )( ol*a"! V/ %! al$%a#o(*a(*!. S! *ra*a %! !(#o(*rar la #orr$!(*!I*/ 9)! #$r#)la +or !l r!$*or R ; la #ara

*/ 9)! ! a#))la !( !l #a+a#$*or a +ar*$r %!l $(*a(*! * < 3 !( 9)! ! #$!rra !l #$r#)$*o'#o(!#*a(%o !l $(*!rr)+*or S. Co($%!r! la#o(%$#$o(! $($#$al! I3/ < I3 ; 3/ < 3

01/ U(a la(#Ja 9)! +!a 33 ! %!l$a +or 

)( +la(o $(#l$(a%o a . S$ la -)!ra %!roa$!(*o 9)! ! o+o(! al o$$!(*o !%! 23 ; la r!$*!(#$a %! a$r! !>+r!a%o

!( $lorao !9)$al! a 3'3 !#! la!lo#$%a% !( #!(*!*ro +or !)(%o'Jallar la !#)a#$( %$-!r!(#$al %!lo$$!(*o.

02/ U(a *aa %! #a-K #al$!(*! 9)! $($#$al!(*!! !(#)!(*ra a 8C' ! !(-ra ; ll!a a 73C!( $()*o $!(*ra +!ra(!#! !r$%a !()( #)ar*o #);a *!+!ra*)ra !* a 21C.D!*!r$(! !( 9)K o!(*o !l #a-K !*ar ala *!+!ra*)ra $%!al %! 3C.

00/ El S,a%o 2& %! F!,r!ro %!l 2335 a la533 A.M. )( #o(!r"! %! !)r$%a%!(#)!(*ra !l #)!r+o %! )( !*)%$a(*! %!!#)a#$o(! %$-!r!(#$al! !( !l a)la %o(%!r$(%$ ) !>a!( !l %a a(*!r$or' 9)! !

#o(!ra a *!+!ra*)ra #o(*a(*! %! 24° C.E( !! o!(*o la *!+!ra*)ra %!l #)!r+o! %! 27° C ; +aa%a Jora ; !%$a la*!+!ra*)ra ! %! 25.° C. Co($%!r! la*!+!ra*)ra %!l #)!r+o !( !l o!(*o %! la)!r*! %! 05° C ; 9)! ! Ja !(-r$a%o !(la L!; %!. E(-r$a$!(*o %! N!*o(' #)l -)!la Jora %! la )!r*!

0&/ U(a ,arra !*l$#a a )(a *!+!ra*)ra %!133°F ! +o(! !( )( #)ar*o a )(a*!+!ra*)ra #o(*a(*! %! 3°F. D!+)K %!23 $()*o la *!+!ra*)ra %! la ,arra !3°F.a/ @C)(*o *$!+o *ar%ar la ,arra +ara

ll!ar a )(a *!+!ra*)ra %! 2°F ,/ @C)l !r la *!+!ra*)ra %! la ,arra

%!+)K %! 13 $()*o

NIVEL 3NIVEL 3::

0/ E( 183 ! J$#$!ro( !>#aa#$o(! !(

 N$+)r Ba,$lo($a/' !( la #)al! !!(#o(*raro( )!*ra %! #ar,( 9)!r!+or*aro( &.38 %!$(*!ra#$o(! +or $()*o; +or rao. U(a )!*ra a#*)al r!+or*4.47 %!$(*!ra#$o(! +or $()*o ; +or rao. S! a,! 9)! la +r$!ra )!*ra !-or !( la K+o#a %!l r!$(a%o %!Ha)ra,$. Co( !*o %a*o' %!*!r$(!Ja#! #)(*o *$!+o Ha)ra,$ r!$( !(Ba,$lo($a.

04/ S! Ja !(#o(*ra%o 9)! )( J)!o -o$l$a%o

#o(*$!(! 3.331 %! la #a(*$%a% or$$(al %!C 1&. D!*!r$(ar la !%a% %!l -$l' a,$!(%o

2

Page 3: 15. EDO.var.Separables

7/23/2019 15. EDO.var.Separables

http://slidepdf.com/reader/full/15-edovarseparables 3/4

INGENIERÍA AMBIENTAL

9)! !l *$!+o %! $%a !%$a %!l C 1& ! 433ao.

05/ La !lo#$%a% #o( 9)! ! %!$(*!ra(

(#l!o ra%$a#*$o ! +ro+or#$o(al al(!ro %! (#l!o 9)! !*( +r!!(*! !()(a )!*ra %a%a. La $*a% %!l (!roor$$(al %! (#l!o ra%$a#*$o Ja!>+!r$!(*a%o la %!$(*!ra#$( !( )( +!r$o%o %! 133 ao.a/ @)K +or#!(*a"! %! (#l!o ra%$a#*$o

or$$(al! #o(*$()ar( %!+)K %!&33 ao

 ,/ @E( #)(*o ao 9)!%ar ola!(*!)( %K#$o %!l (!ro or$$(al %!(#l!o ra%$a#*$o

07/ S! a,! 9)! #$!r*o a*!r$al ra%$a#*$o !%!$(*!ra a )(a ra( +ro+or#$o(al a la#a(*$%a% +r!!(*!. S$ $($#$al!(*! Ja; 3$l$rao %! a*!r$al ; %!+)K %! %oJora ! o,!ra 9)! !l a*!r$al Ja +!r%$%o!l 13Q %! ) aa or$$(al' !(#)!(*r!a/ U(a !>+r!$( +ara la aa %!l

a*!r$al r!*a(*! !( )( o!(*o t . ,/ @C)(*o $l$rao %! a*!r$al

9)!%a( %!+)K %! & Jora#/ @C)l ! la $%a !%$a %! !*!

a*!r$al

08/ U( o,"!*o 9)! +!a 03 Kg   ! %!"a #a!r %!%! )(a al*)ra %! &3 m' #o( )(a !lo#$%a%%! 0m= s. )+(a! 9)! la r!$*!(#$a %!la$r! ! +ro+or#$o(al a la !lo#$%a% %!l#)!r+o. S! a,! 9)! la !lo#$%a% l$*! %!,!!r &3m= s. E(#o(*rar la !>+r!$( %! la!lo#$%a% !( )( *$!+o t . La !>+r!$( +arala +o$#$( %!l #)!r+o !( )( *$!+o t 

#)al9)$!ra. &3/ C$!r*o $(!($!ro %!#$%! #o(*r)$r )(a

!%$-$#a#$( !( )(a o(a )r,a(a #o( )(a%$($#a %! #r!#$$!(*o %$#*a%a +or la$)$!(*! !#)a#$( %$-!r!(#$al

#o /dP 

k t P dt 

= ' %o(%! k  ! )(a #o(*a(*!

 +o$*$a %! la -)(#$(  P t / %! la o(a!#o$%a +ara !l !*)%$o. El %!!a a,!r 9)K*$+o %! #r!#$$!(*o *$!(! la +o,la#$(.Gra-$9)! !l #o+or*a$!(*o %! la !#)a#$(.A(al$#! )(a $(*!r+r!*a#$( +ara la ol)#$(%! !*a !#)a#$(' ; %!*!r$(! 9)K #la! %! +o,la#$( #o($%!ra 9)! %!#r$,! la r-$#a.

&1/ Co($%!r! )( a*!r$al l$%o' JooK(!o'%! #o(%)#*$$%a% k   #o(*a(*!/' 9)! ll!(a#o+l!*a!(*! !l !+a#$o #o+r!(%$%o!(*r! %o !-!ra #o(#K(*r$#a %! ra%$o r 1

$(*!r$or/ ; r 2 !>*!r$or/. S$ la !-!ra $(*!r$or ! a(*$!(! a la *!+!ra*)ra #o(*a(*! T 1 ;la !-!ra !>*!r$or a la *!+!ra*)ra #o(*a(*!T 2 T 1 T 2/' !(#)!(*r! !l -l)"o %! #alor  H / a*raK %!l a*!r$al.

&2/ S)+o(a 9)! !l a)a al! %! )( %!+$*o

 +or )( or$-$#$o #$r#)lar %! r!a k  A !( )

-o(%o. C)a(%o !l a)a al! +or !l or$-$#$o'la -r$##$( ; la #o(*ra##$( %! la #orr$!(*!#!r#a %!l or$-$#$o r!%)#!( !l ol)!( %!a)a 9)! al! %!l %!+$*o +or !)(%o a

2k cA hg  ' %o(%! c 3 1c< < / ! )(a

#o(*a(*! !+r$#a. D!*!r$(! la !#)a#$(%$-!r!(#$al +ara la al*)ra h  %!l a)a !( !l$(*a(*! t  +ara !l %!+$*o 9)! ! )!*ra a#o(*$()a#$(. El ra%$o %!l or$-$#$o ! %! 2 +)l ; g <02.

&0/ S!( la l!; %! la ra$*a#$( )($!ral %! N!*o( la a#!l!ra#$( a %! #a%a l$,r! %! )(#)!r+o' #oo !l a*Kl$*! 9)! a+ar!#! !( la-$)ra %! a,a"o' 9)! #a! %!%! )(a ra(%$*a(#$a Ja*a la )+!r-$#$! *!rr!*r! (o !la #o(*a(*! g . A%!' la a#!l!ra#$( a  !

$(!ra!(*! +ro+or#$o(al la #)a%ra%o %! la%$*a(#$a %!%! !l #!(*ro %! la T$!rra'

0

Page 4: 15. EDO.var.Separables

7/23/2019 15. EDO.var.Separables

http://slidepdf.com/reader/full/15-edovarseparables 4/4

INGENIERÍA AMBIENTAL

2

k a

r = ' %o(%! k   ! la #o(*a(*! %!

 +ro+or#$o(al$%a%. U*$l$#! !l J!#Jo %! 9)! !(la )+!r-$#$! %! la T$!rra r < R  ; a< g ' +ara%!*!r$(ar k . S$ la %$r!##$( +o$*$a !

Ja#$a arr$,a' )*$l$#! la !)(%a l!; +ara%!%)#$r la !#)a#$( %$-!r!(#$al +ara la%$*a(#$a r .

&&/ C)a(%o )( #)!r+o' #oo !l +ara#a$%$*a9)! a+ar!#! !( la -$)ra' %!#!(%$!(%o a(*!

%! 9)! ! a,ra !l +ara#a%a ! )!! #o(ra( ra+$%! !( !l a$r!' la r!$*!(#$a %!l$o ! #!r#a a )(a #$!r*a +o*!(#$a %!la !lo#$%a% $(*a(*(!a vt /. D!*!r$(! )(a!#)a#$( %$-!r!(#$al +ara la !lo#$%a% vt /%! )( #)!r+o %! aa ' 9)! #a!' $ lar!$*!(#$a %!l a$r! ! +ro+or#$o(al al#)a%ra%o %! la !lo#$%a% $(*a(*(!a.

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

&

# Código UPN-L AUTOR TÍTULO Pág.

1515.35

  EDWA/E C.HENRY EDWARDS Ecuaciones diferenciales 32-4

2 515.!4"#YC

2$1$

"#YCE-D%&R%'A E#)a#$o(! %$-!r!(#$al! 42-(