Variación de Parametros

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VARIACIÓN DE PARÁMETROS Consideremos la EDO no homogénea de coeficientes constantes siguiente: d 3 y dx 3 + a d 2 y dx 2 + b dy dx + cy=f ( x) … (1) donde: a,b,c son constantes y f ( x) es una función solo de x o constante. Si la solución general de la ED homogénea asociada EDO (1) es: y g =c 1 y 1 +c 2 y 2 + c 3 y 3 y p =u 1 y 1 +u 2 y 2 + u 3 y 3 donde las funciones u i se determinan mediante el sistema siguiente: { u' 1 y 1 +u' 2 y 2 + u' 3 y 3 =0 u' 1 y' 1 +u' 2 y' 2 +u' 3 y' 3 =0 u' 1 y'' 1 + u' 2 y'' 2 +u' 3 y'' 3 = f( x) Así : μ 1 ' = W 1 W μ 2 ' = W 2 W y μ 3 ' = W 3 W , donde: W =W [ y 1 ,y 2 ,y 3 ] = | y 1 y 2 y 3 y 1 ' y 2 ' y 3 ' y 1 '' y 2 '' y 3 '' | es el Wronskiano W 1 = | 0 y 2 y 3 0 y 2 ' y 3 ' f ( x) y 2 '' y 3 ''| ; W 2 = | y 1 0 y 3 y 1 ' 0 y 3 ' y 1 '' f (x ) y 3 '' | ; W 3 = | y 1 y 2 0 y 1 ' y 2 ' 0 y 1 '' y 2 '' f ( x) | Posteriormente se integran los μ i ' para obtener μ i .

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VARIACIN DE PARMETROSConsideremos la EDO no homognea de coeficientes constantes siguiente: (1)donde: son constantes y es una funcin solo de o constante.Si la solucin general de la ED homognea asociada EDO (1) es:

donde las funciones se determinan mediante el sistema siguiente:

: y , donde:

es el Wronskiano ; ; Posteriormente se integran los para obtener .

Ejemplo 1: Utilizando el mtodo de variacin de parmetros resolver:

Solucin1 Polinomio caracterstico: 2 Clculo de la solucin particular:

a) Determinacin y solucin del sistema de ecuaciones:

b) Determinacin de las funciones :-) -) -) Luego: As: .Finalmente:.Ejemplo 2: Utilizando el mtodo de variacin de parmetros resolver:

Solucin1 Polinomio caracterstico: .2 Clculo de la solucin particular: a) Determinacin y solucin del sistema de ecuaciones:

y

b) Determinacin de las funciones :-) -)

Luego: As: Finalmente:

Ejemplo 3: Utilizando el mtodo de variacin de parmetros resolver:

Solucin1 Polinomio caracterstico: .2 Clculo de la solucin particular: a) Determinacin y solucin del sistema de ecuaciones:

y

b) Determinacin de Las funciones :-) -)

Luego:

As:

Finalmente; simplificando se tiene:

Ejemplo 4: Utilizando el mtodo de variacin de parmetros resolver: Solucin1 Polinomio caracterstico: .2 Clculo de la solucin particular: a) Determinacin y solucin del sistema de ecuaciones: . Se sabe que:

.

b) Determinacin de las funciones :-) -)

Luego, si: As: Finalmente:

Ejemplo 5: Utilizando el mtodo de variacin de parmetros resolver:

Solucin1 Polinomio caracterstico: .2 Clculo de la solucin particular: a) Determinacin y solucin del sistema de ecuaciones: .

b) Determinacin de las funciones :-) -)

Luego, si: As: luego:

Finalmente: Ejemplo 6: Utilizando el mtodo de variacin de parmetros resolver:

Solucin1 Polinomio caracterstico: .2 Clculo de la solucin particular: a) Determinacin y solucin del sistema de ecuaciones: .

b) Determinacin de las funciones :-) -) Luego, si: As: Finalmente:

Ejemplo 7: Utilizando el mtodo de variacin de parmetros resolver:

Solucin1 Polinomio caracterstico: multiplicidad 2 .2 Clculo de la solucin particular: a) Determinacin y solucin del sistema de ecuaciones: .

b) Determinacin de las funciones :-) -) Luego, si: As: Finalmente:

Ejemplo 8: Utilizando el mtodo de variacin de parmetros resolver:

Solucin1 Polinomio caracterstico: .2 Clculo de la solucin particular: a) Determinacin y solucin del sistema de ecuaciones:

b) Determinacin de las funciones :-) -)

Luego: As: Finalmente:

Ejemplo 9: Utilizando el mtodo de variacin de parmetros resolver: Solucin1 Polinomio caracterstico: .2 Clculo de la solucin particular: a) Determinacin y solucin del sistema de ecuaciones:

.

b) Determinacin de las funciones :-) -)

Luego, si: As: Luego:

Solucin general Imponiendo las condiciones iniciales: Finalmente:

EJERCICIOS PROPUESTOSUTILIZANDO EL MTODO DE VARIACIN DE PARMETROS RESOLVER LAS ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS QUE SE PROPONEN:1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. ; 9. ; es solucin de la EDO homognea asociada 10. ; es solucin de la EDO homognea asociada.11. ; es solucin de la EDO homognea asociada12. ; es solucin de la EDO homognea asociada