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ECUACIONES DIFERENCIALES TRABAJO FASE 2

luisganrApuntes6 de Julio de 2017

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ECUACIONES DIFERENCIALES

TRABAJO FASE 2

Presentado a:

ANDREA PATRICIA HERRERA CONTRERAS

Tutor

Entregado por:

LUIS ADOLFO GANTIVA  CÓDIGO: 80253287

JAIRO ALEXANDER MONTAÑO BEJARANO CÓDIGO: 80743206

JAIRO ANTONIO JIMENEZ CÓDIGO: 80250372

HENRY FABIAN ESPEJO CÓDIGO: 80813557

Grupo: 230

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, INGENIERIAS Y TECNOLOGIAS

CURSO DE ECUACIONES DIFERENCIALES

MAYO 2017

BOGOTA

Contenido

INTRODUCCIÓN        3

OBJETIVOS        4

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD COLABORATIVA        5

Primera actividad Individual:        5

Jairo Antonio Jimenez        5

Adolfo Gantiva        7

Jairo Alexander Montaño Bejarano        10

Henry Fabian Espejo Guerrero        14

Primera   actividad Grupal:        20

Adolfo Gantiva-Jairo Alexander Montaño        20

Segunda  actividad Grupal:        22

Adolfo Gantiva        22

CONCLUSIONES        26

INTRODUCCIÓN

El presente documento tiene como objetivo el desarrollo de los ejercicios de la fase 3 de la materia Ecuaciones Diferenciales.

En el desarrollo de los ejercicios se deben aplicar los conceptos de Ecuaciones lineales de series y funciones especiales. Los ejercicios presentan problemas con múltiples respuestas y  ejercicios sobre Mezclas en las cuales debemos explicar si la solución es correcta o no.

OBJETIVOS

Objetivo general

Resolver problemas y ejercicios del estudio de series y funciones especiales unidad 3.

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD COLABORATIVA

Primera actividad Individual:   

A continuación, se presentan un contexto generalizando la temática de las ecuaciones diferenciales de primer orden, en el que posterior a él, se presentan diez (10) preguntas tipo SABER PRO, de las cuáles cada integrante debe seleccionar dos y seleccionar la respuesta correcta justificándola con todo el procedimiento empleando el método adecuado para llegar a su solución general y/o particular.

El estudiante debe garantizar que los ejercicios seleccionados sean diferentes a los de sus compañeros.

ÍTEMS DE SELECCIÓN MÚLTIPLE CON ÚNICA RESPUESTA

A continuación, usted encontrará preguntas que se desarrollan en torno a un enunciado, problema o contexto, frente al cual, usted debe seleccionar aquella opción que responda correctamente al ítem planteado entre cuatro identificadas con las letras A, B, C, D. Una vez la seleccione, márquela con un óvalo la que corresponda y justifique la respuesta.

Jairo Antonio Jimenez

[pic 1]

[pic 2]

A. La serie converge para |𝑥−3|<1 lo que equivale a 2<𝑥<4

B. La serie converge absolutamente para |𝑥−2|<1 lo que equivale a 1<𝑥<3

C. No se puede determinar la convergencia

D. La serie converge absolutamente para |𝑥+2|<1 lo que equivale a -1<𝑥<3

  1. [pic 3]

  • [pic 4]
  • [pic 5]
  • [pic 6]
  • [pic 7]
  • [pic 8]
  •             por propiedad de valor absoluto queda positivo[pic 9]
  •           Aplicando limite[pic 10]
  • [pic 11]
  • [pic 12]
  • [pic 13]
  • [pic 14]
  • 1[pic 15]

Respuesta:

[pic 16]

Adolfo Gantiva

[pic 17]

  1. El radio de convergencia de la serie de potencias es:

[pic 18]

  1. [pic 19]
  2. [pic 20]
  3. [pic 21]
  4. [pic 22]

ESTUDIANTE QUE REALIZÓ: ADOLFO GANTIVA

Se emplea la expresión:

[pic 23]

Simplificando nos queda:

[pic 24]

Ahora la expresión  Se divide el denominador entre la variable de mayor exponente[pic 25]

Tenemos:        

[pic 26]

Ahora reemplaza en la formula si la serie converge, tenemos:

[pic 27]

[pic 28]

Ahora se multiplica a ambos lados por 2[pic 29]

[pic 30]

Se suma en ambos lados por -1

[pic 31]

[pic 32]

Respuesta:

El radio nos ubica en -1 que es el centro y allí se cuentan los espacios hasta los límites, es decir 2 hacia el sentido de la izquierda y 2 hacia el sentido de la derecha. Por lo tanto la respuesta es: [pic 33]

  1. ¿Cuál es el conjunto de convergencia absoluta y el radio de convergencia de la siguiente serie?

[pic 34]

  1. Conjunto (-1, 1)  [pic 35]
  2. Conjunto (-1, 1]  [pic 36]
  3. Conjunto [-1, 1)  [pic 37]
  4. Conjunto [-1, 1]  [pic 38]

SOLUCIÓN

ESTUDIANTE QUE REALIZÓ: ADOLFO GANTIVA

Para la solución es necesario aplicar el criterio del Cociente razón:

De acuerdo al siguiente criterio:

[pic 39]

Siempre y cuando se cumpla lo siguiente:

Sí; L<1, para que converja

         L> 1, para que diverge

         L=1, no concluye o se puede decir que:  [pic 40]

Tenemos:

[pic 41]

Criterio de la razón o del cociente:  

[pic 42]

Ahora sustituimos:

[pic 43]

Empleando la propiedad de las raíces cuadradas no queda:

[pic 44]

Sustituimos n; n=∞  

[pic 45]

Es decir: [pic 46]

[pic 47]

[pic 48]

[pic 49]

Gráficamente:

[pic 50]

[pic 51]

Jairo Alexander Montaño Bejarano

ESTUDIANTE QUE REALIZÓ: JAIRO ALEXANDER MONTAÑO

  1. Obtenga los primeros términos de la solución de la ecuación diferencial de Airy

[pic 52]

  1. [pic 53]

  1. [pic 54]
  1. [pic 55]
  1. [pic 56]

PROPOSICION ENUNCIADO O EXPRESION MATEMATICA

RAZÓN O EXPLICACIÓN

    [pic 57]

Ecuación de Airy

    [pic 58]

Solución general

    [pic 59]

Primera derivada

[pic 60]

Segunda derivada

[pic 61]

Se realiza la sustitución en la ecuación original

[pic 62]

Para poder agrupar las sumatorias en una sola, es necesario que sus índices coincidan, para que los términos agrupados correspondan a las mismas potencias de la variable. Para esto, hacemos los cambios de variables n=n-2 en la primera sumatoria y n=n+1 en la segunda

[pic 63]

Al desarrollar los tres primeros términos de la primera sumatoria

[pic 64]

Para todo n = 1, 2, 3….

A partir de la identidad se concluye que todos los sumandos deben ser iguales a cero

[pic 65]

Se concluye que  , con esto podemos la ecuación de recurrencia para obtener los demás coeficientes [pic 66]

[pic 67]

A partir de la ecuación de recurrencia se obtienen los coeficientes

[pic 68]

La solución queda en la siguiente forma

[pic 69]

Al simplificar la solución tenemos

...

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