8.5
El método del factor integrante ofrece un enfoque general para resolver cualquier ecuación diferencial lineal de primer orden que no sea separable.
El factor integrante se obtiene tomando la exponencial de la integral del coeficiente de y.
Multiplicar ambos lados de la ecuación por este factor transforma el lado izquierdo en la derivada de un producto, permitiendo que se resuelva fácilmente.
Por ejemplo, consideremos un coche que se mueve bajo una fuerza constante del motor mientras experimenta una resistencia del aire proporcional a su velocidad.
Aplicar la segunda ley de Newton conduce a una ecuación diferencial lineal de primer orden que no es separable, la cual puede resolverse usando un factor integrante.
El factor integrante se determina tomando la exponencial de la integral del coeficiente de velocidad respecto al tiempo, lo que ayuda a resolver la ecuación fácilmente.
Multiplicar ambos lados por el factor integrante transforma el lado izquierdo en la derivada del producto del factor y la velocidad.
Integrar ambos lados da una solución general que predice la velocidad del coche en cualquier momento.
El resultado muestra que la velocidad cambia rápidamente al principio, según dicta el exponente negativo, y luego se acerca gradualmente a la velocidad terminal.
El método del factor integrante proporciona una forma sistemática de resolver ecuaciones diferenciales lineales de primer orden, especialmente aquella…
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