Sr Examen

Ecuación diferencial y''-4y'-4y=0

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Para el problema de Cauchy:

y() =
y'() =
y''() =
y'''() =
y''''() =

Gráfico:

interior superior

Solución

Ha introducido [src]
                          2          
    d                    d           
- 4*--(y(x)) - 4*y(x) + ---(y(x)) = 0
    dx                    2          
                        dx           
$$- 4 y{\left(x \right)} - 4 \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = 0$$
-4*y - 4*y' + y'' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$- 4 y{\left(x \right)} - 4 \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
y'' + p*y' + q*y = 0,

donde
$$p = -4$$
$$q = -4$$
Se llama lineal homogénea
ecuación diferencial de 2 orden con factores constantes.
No hay mucha dificultad en la resolución de esta ecuación
Primero resolvamos la ecuación lineal homogénea correspondiente
y'' + p*y' + q*y = 0

Primero hallemos las raíces de la ecuación característica
$$q + \left(k^{2} + k p\right) = 0$$
En nuestro caso la ecuación característica va a tener la forma:
$$k^{2} - 4 k - 4 = 0$$
Solución detallada de una ecuación simple
- es una ecuación cuadrática simple
Raíces de esta ecuación:
$$k_{1} = 2 - 2 \sqrt{2}$$
$$k_{2} = 2 + 2 \sqrt{2}$$
Como la ecuación característica tiene dos raíces,
y las raíces no tienen una forma compleja, entonces
la solución de la ecuación diferencial correspondiente tiene la forma:
$$y{\left(x \right)} = C_{1} e^{k_{1} x} + C_{2} e^{k_{2} x}$$
Entonces la respuesta definitiva es:
$$y{\left(x \right)} = C_{1} e^{x \left(2 - 2 \sqrt{2}\right)} + C_{2} e^{x \left(2 + 2 \sqrt{2}\right)}$$
Respuesta [src]
               /      ___\           /      ___\
           2*x*\1 - \/ 2 /       2*x*\1 + \/ 2 /
y(x) = C1*e                + C2*e               
$$y{\left(x \right)} = C_{1} e^{2 x \left(1 - \sqrt{2}\right)} + C_{2} e^{2 x \left(1 + \sqrt{2}\right)}$$
Clasificación
nth linear constant coeff homogeneous
2nd power series ordinary