Classifying second-order linear equations.
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@ -6921,6 +6921,43 @@ de um problema anterior em vez de magicamente aparecer com a resposta
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e mostrar que ela o soluciona.
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e mostrar que ela o soluciona.
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\end{remark*}
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\end{remark*}
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\subsection{As lineares de segunda ordem}
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Também sabemos resolver algumas lineares de segunda ordem, mas já
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daqui as complicações das equações diferenciais começam a
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aparecer---você vai ver. Uma linear de segunda ordem é uma equação da
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forma
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$$f_2(x) y'' + f_1(x) y' + f_0(x) y = g(x).$$
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A primeira má notícia é que as únicas que sabemos resolver são aquelas
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em que $f_2(x)$, $f_1(x)$, $f_0(x)$ são constantes, ou seja, só
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sabemos resolver as equações
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$$ay'' + by' + cy = g(x).$$
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É possível resolver essa equação pra qualquer $g(x)$ diferenciável,
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mas no momento só sabemos tratar o problema quando $g(x)$ toma as
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formas de um polinômio, uma exponencial, uma função trigonométrica ou
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uma combinação dessas.
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Consideremos primeiro o caso de um polinômio como o da equação
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$$y'' + 2y' + 3c = x^2.$$
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Um fato curioso sobre essa equação é que a solução geral dela é obtida
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a partir de uma solução particular. E como uma solução particular é
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obtida? Observe o que diz essa equação. Ela diz que $y(x)$ é uma
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função tal que sua segunda derivada mais duas vezes sua primeira
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derivada mais três vezes ela própria é um polinômio quadrático. A
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gente pode especular que $y(x)$ é um polinômio também porque todas as
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derivadas de um polinômio é um polinômio, incluindo suas somas e
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constantes múltiplos.
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Hm. Na verdade comecei pelas não-homogêneas. Vamos retroceder e
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considerar as homogêneas primeiro, discutindo especialmente a palavra
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``homogênea''.
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