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Existen ecuaciones no lineales que se pueden reducir a una ecuación lineal, por ejemplo la ecuación de Bernoulli
En donde n es un número real cualquiera. Para n ≠ 0 y n ≠ 1, la sustitución w = y1-n lleva a una ecuación lineal de la siguiente manera. Derivamos
Que es la ecuación que necesitamos resolver.
Ejemplo 7.1 Resolver SoluciónPodemos identificar que y que n = 2 luego en (16) se tiene
El factor integrante de esta ecuación es x-1 con lo que
Integrando obtenemos Como
7.2 ECUACIÓN DE RICATTI
Es otra ecuación no lineal que puede ser reducida a una ecuación lineal. Es decir, realizaremos el siguiente procedimiento:
La ecuación es
Para resolverla suponemos una solución particular conocida y1 de tal forma que y = y1+ u es una solución de (17), con esto reducimos la ecuación de Bernoulli, veámoslo. Si y es una solución entonces
Sustituyendo den (1) obtenemos lo siguiente
Y haciendo la sustitución w = u-1obtenemos la ecuación lineal
Resolviendo (18) Hallamos el factor integrante.
Ejemplo 7.2 Resolver Solución: De la ecuación podemos identificar que P(x) = -2, Q(x) = -1, R(x) =1 Sustituyendo en (18) obtenemos
El factor integrante seria e3x entonces,
Integrando ,
Pero w = u-1
Luego la solución y = y1 + u es: