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Dimostrazione della decrescenza e convessità di f
Quindi, per dimostrare che f è decrescente e convessa, utilizzeremo il teorema di Lagrange. Per prima cosa, prendiamo due punti x1 e x2 con x1 < x2.
Per la continuità di f, esiste un punto c compreso tra x1 e x2 tale che f(c) = (f(x2) - f(x1))/(x2 - x1).
Ora, consideriamo il rapporto incrementale tra f(x2) - f(x1) e x2 - x1. Possiamo scrivere:
f(x2) - f(x1) = f'(c)(x2 - x1)
Passando al limite quando x2 tende a x1, otteniamo:
lim(x2->x1) [f(x2) - f(x1)]/(x2 - x1) = f'(c)
E dato che c è arbitrario, possiamo calcolare il limite quando x tende a x1:
lim(x->x1) f'(x) = f'(x1)
Quindi, per il teorema fondamentale del calcolo integrale, possiamo scrivere:
f(x) - f(x1) = ∫[x1,x] f'(t) dt
Dal teorema della media integrale, sappiamo che esiste un punto d compreso tra x1 e x tale che:
f(x) - f(x1) = f'(d)(x - x1)
Ora, consideriamo il rapporto incrementale tra f'(x) e x - x1. Possiamo scrivere:
f'(x) = f''(d)(x - x1)
Se la funzione è continua e la sua derivata è positiva, allora f''(d) ≥ 0. Quindi, possiamo scrivere:
f'(x) ≥ 0
Quindi, abbiamo dimostrato che f è decrescente e convessa.
F(x) = ∫e^x * sin(x^4) dx
F(x) = ∫e^x * (x^4)' dx
F(x) = e^x * (x^4) - ∫(e^x * 4x^3) dx
F(x) = e^x * (x^4) - 4∫(e^x * x^3) dx
F(x) = e^x * (x^4) - 4(e^x * (x^3) - ∫(e^x * 3x^2) dx)
F(x) = e^x * (x^4) - 4(e^x * (x^3) - 3∫(e^x * x^2) dx)
F(x) = e^x * (x^4) - 4(e^x * (x^3) - 3(e^x * (x^2) - ∫(e^x * 2x) dx))
F(x) = e^x * (x^4) - 4(e^x * (x^3) - 3(e^x * (x^2) - 2∫(e^x * x) dx))
F(x) = e^x * (x^4) - 4(e^x * (x^3) - 3(e^x * (x^2) - 2(e^x * x - ∫e^x dx)))
F(x) = e^x * (x^4) - 4(e^x * (x^3) - 3(e^x * (x^2) - 2(e^x * x - e^x)))
F(x) = e^x * (x^4) - 4e^x * (x^3) + 12e^x * (x^2) - 8e^x * x + 8e^x + C
where C is the constant of integration.
Therefore, the integral of e^x * sin(x^4) dx is e^x * (x^4) - 4e^x * (x^3) + 12e^x * (x^2) - 8e^x * x + 8e^x + C.
DELipotesi f ty g gttpH notety cony p gHot yoydimostrazione linearela soluzione il deldetermina metododell'equazione fattoreconintegrante tettiuh gtttutti playyIF IT Ètutti lettAse alloraquindipH se scrivereeµ µ possiamoaltoteconHtt gaµgtra t.atIntegro fe.hrgiàdaultdyltdulttyltt vii Asostituisco µ comoditàe 1impongo perµÈde figheyet daye ÈÈ etdi p djpgas e eg cambio di variabilesÈ LÌ fÈ e agas de eg e ÈÈportodentro la fcost poieÈ degliesponenzialida ftp.legsarplicoeaproprèyal ey gas Soluzione che ilunica datoinizialerispetta ultiSenza sostituireil inizialedato scritto quindi senzaavremmoyo die il costituiscedi famiglia solerziavariare unacf deGIA ga Ledifferenzialedell'equazione curve corrispondentisonoe e dette integrali no curvecurveEquazioni secondoDifferenziali OMOGENEE15 ORDINEDELipotesi ft inizialif dati gita yy y y g'HA yalt RA GttPitt y yyMt
alt RG GLInote 0 equazione omogenea
Dimostrazione costanticoefficientia
Esempioby Èott CIay nella Eformasoluzioni recerco anche derivandoloperche mantiene la forma esponenzialeavert brett certe oè betaart o caratteristicadell'casoluzionecaratteristica èrsela ott differenzialedell'eraallora soluzioneèènonmai o 62 0E ctpossibili3Abbiamo casi61 4 i 0ac due reali distinteesistono soluzionieritf eg eatfatti ancheloallorasoluzioni gsono cdi sonose ge yysovrapposizionePrincipio è't è44 di soluzionifamiglia dell'eegC differenzialecy gè't cae'tc t Io chelatrovare soluzione soddisfivogliamoI't ee e gildgitoyo yo giaeVado caraiso ciecaa ratoGori yorito4 Yarae ee ee raEte622 0EGae esistono soluzionidue coniugateecomplessele soluzioniPonendo JBdi jpE la sarannoeekt.tt edtfg cospttjsenptJHtekydtI edtlcospt sisente soluzioni realiscriverevogliamolineare dicombinazione soluzione particolareOgni è iny e y
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Scriviamo quindigettsmpteatcos.ptc Ciylo yoyinizialidati otteniamoiapplicando gog agog yo623 bsolaesisteGae radiceo una Edoppia 2afat4kt e è soluzioneuna ilMe sistemarisolveresecondane unaserve 2con incognite2cg eperPer dellalatrovare dellemetodo costantiseconda il variazioneusasheetyet ilEtfdhi.siytttthe frighty arsi xp esostituisco nell'equazione qualeEttari be s'AHtt bzar oc tap Isostituisco eO o saart dalay o ato altrimenti diprincipio diffun'egoavremmo gradoprimosilt s'Ao Htt Catc claSostituisco secondain 1 avereper equazionefatcatGH c e yCiGlo yinizialidati otteniamoiapplicando yy.pe y yo yo16 Equazioni NonDIFFERENZIALI OMOGENEEORDINEIIDELIPOTESI play gttaltityDIMOSTRAZIONE4 YPrendo soluzionicomeeYi play alt Y GIAy siPLAY 9h42 9h differenzaYY YapHY A YdYt q 0Quindi Y soluzioneYa è dell'equazione associataomogeneail diApplico principio sovrapposizioneY Ya Lt yahc g soluzione
generaledell'omogeneadellaSoluzione lanon omogenea trovare sommandoquindi unapossosoluzione particolareHttgtt quellagLA generaleae gatti YA dell'omogenea associatacuz nonomogeneaPer determinare 4ft dellail metodouso parametrideivariazionefelt Ale cagatay soluzione generaledell'omogeneaHttaltigiah iludhy.ltg ujlHyavitagiltIt yiltltudtty.lt xuilHyIH ipotesio perAly uihyilhtudhyiltti u.ltyilH udHyilHSostituisco inizialenell'equazioneqltly.lt valga plttyitqltlydtuiyixuiyi.glplagiv y Ioperche e sonoyrysoluzioni dell'omogeneaiRimangono INuiyituiyi.ge ejjf.IE IIIEaeioniueuauiyituIyripotesiperoil sistema trovando uiRisolvo vae HghYahgtt guh µ ltwlyi.grlt wlyi.ge dettoIntegro H9hdateAv drtcaudh.pe lzwlyi.gs yHov uditodellal'equazioneRiscrivo nellagenerale formanon omogeneaf II.FIHtt dedifatti yaHtayAt c.yeHle inizialiImpongo condizioni toy g'Ltdyo e yoayiltdtcay.ltyltd perchéyltdthltd8HIffyttdn.fi ydtdtayiltd c.yiltdltowlyi.geil trovandoRisolvoC e cribokltd y.ge yoyiltdydydt.twe lto ltdyag wlyi.gr
Sistemi Equazioni17 DIFFERENZIALIdi
PREMESSA
considero FGKuMu poPongo u ueI Fiatfi del ordineIPosso studiare differenzialel'equazionequindi comesistema del xDItnell'incognita ilun risoltoordineprimo xsistema anche ott dellasaràt soluzionex ordinedell'equazione IIsi alquest'ideageneralizzare dipuo didifferenziali ordinecaso equazioniy'm F t y y y
Dimostrazione
pongo yy yenXmcome il sistemapossiamosopra scrivereyxò yXi FAgiri xDx x2porto sistema linearein pinguinix gHtt pentita L IIIp
Consideriamo sistemail costanticoefficientiaeomogeneoX'It A It non levatriceERacon R vettoreE soluzioni resetdel laordine soluzionesarebbese avessi Ica questaformaquindi soluzioni incercosoluzioniCerco eatci Rrewconreset inizialenell'equazioneSostituiscowrest Await e'tart soluzioneaw affinche esiaci necessarioorw che end oan