8.5
O método do fator integrante oferece uma abordagem geral para resolver qualquer equação diferencial linear de primeira ordem que não seja separável.
O fator integrante é encontrado tomando a exponencial da integral do coeficiente de y.
Multiplicar ambos os lados da equação por esse fator transforma o lado esquerdo na derivada de um produto, permitindo que ele seja facilmente resolvido.
Por exemplo, considere um carro se movendo sob uma força constante do motor enquanto experimenta resistência do ar proporcional à sua velocidade.
Aplicar a segunda lei de Newton leva a uma equação diferencial linear de primeira ordem que não é separável, o que pode ser resolvido usando um fator integrante.
O fator integrante é encontrado tomando a exponencial da integral do coeficiente da velocidade em relação ao tempo, o que ajuda a resolver a equação facilmente.
Multiplicar ambos os lados pelo fator integrante transforma o lado esquerdo na derivada do produto do fator e da velocidade.
Integrar ambos os lados fornece uma solução geral que prevê a velocidade do carro a qualquer momento.
O resultado mostra que a velocidade muda rapidamente no início, conforme ditado pelo expoente negativo, e depois gradualmente se aproxima da velocidade terminal.
O método do fator integrante fornece uma maneira sistemática de resolver equações diferenciais lineares de primeira ordem, especialmente aquelas que n…
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