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Integrali di equazioni lineari

  

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Spiegare i ragionamenti, passaggi e argomentare.

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$ y' + \frac{2}{x} y = \frac{1}{x^3+1} $

ODE di primo ordine a coefficienti variabili.  Usiamo la formula del fattore integrante

$ y(x) = c \cdot e^{-A(x)} + e^{-A(x)} \int e^{A(t)} b(t) \, dt $

dove:

  1. a(x) è il coefficiente variabile di y (nel ns. caso 2/x )
  2. A(x) è una primitiva di a(x)
  3. b(x) è il termine non omogeneo (nel ns. caso 1/(x^3+1))

 

Calcoliamo A(x)

  • $ A(x) = \int a(x) dx \, dx = 2\int \frac{1}{x} \, dx = 2ln(x) = ln(x^2) $

 

Applichiamo la formula

$ y(x) = c \cdot e^{-ln(x^2)} + e^{-ln(x^2)} \int e^{ln(x^2)} \cdot \frac{1}{x^3+1} \, dt $

$ y(x) = \frac{c}{x^2}  + \frac{1}{x^2} \int \frac{x^2}{x^3+1} \, dt $

$ y(x) = \frac{c}{x^2} + \frac{1}{x^2} \frac{1}{3} ln(x^3+1)  $

$ y(x) = \frac{c}{x^2} + \frac{ln(x^3+1)}{3x^2} $

 



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SOS Matematica

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