Ecuaciones diferenciales 1. Ecuaciones diferenciales de primer orden Objetivo El alumno identificará las ecuaciones diferenciales como modelo matemático de fenómenos físicos y resolverá ecuaciones diferenciales de primer orden

Ecuaciones diferenciales exactas y factor integrante Diferencial exacta Ecuación diferencial exacta, definición Método de solución Ejercicios Factor integrante, definición Factor integrante, cálculo

¿Cuál es la solución de (A)? ¿Cómo la encuentro? (A)

La solución de la ED es Es decir, es una solución implícita de la forma

El diferencial exacto (o total) de una función f(x,y) es Pero f(x,y) = xy = c, entonces Ecuación (A)

(B) Entonces, si una ecuación diferencial escrita en la forma Es el diferencial exacto de una función f(x,y) = c, la solución de (B) en forma implícita es

(C) (D) Por ejemplo, el diferencial exacto de la función Está dado por (derivando ambos lados), Rescribiendo, (D)

Entonces, la función (C) es la solución de la ecuación diferencial expresada en (D) Entonces, si una ED escrita en la forma es el diferencial exacto de alguna función f(x,y), su solución en forma implícita será f(x,y) = c

¿Toda ED es el diferencial exacto de alguna función f(x,y)? ¿Cómo saber si una ED es el diferencial exacto de una función f(x,y)? ¿Cómo encontrar a f(x,y)?

y Ecuación diferencial exacta donde Se dice que la ecuación diferencial Es exacta, si la expresión del lado izquierdo es una diferencial exacta. Es decir, que existe una función f(x,y) tal que donde y

Teorema de Schwarz Sean M(x,y) y N(x,y) continuas y con derivadas parciales continuas en una región R del plano XY definida por a < x < b, c < y < d. Entonces la ecuación: es exacta en R sí y sólo sí

Método de solución Aplicar el teorema de Scwarz Integrar M(x,y) con respecto a x, o N(x,y) con respecto a y para obtener a f(x,y) Se deriva parcialmente a f(x,y) con respecto a x o y, y se iguala con M(x,y) o N(x,y) para obtener a g’(x) o g’(y) Se integra g’(x) o g’(y) para obtener a g(x) o g(y) Se escribe la solución implícita como f(x,y) = c

Resolver: (1) (2) (3) (varios métodos)

Encuentre la función M(x,y) más general que hace a la ED exacta

¿Cuánto debe valer k para que la ED sea exacta?

Demuestre que toda ED de variables separables es exacta