EFM: Transformada de Laplace inversa

El pasado día vimos la Transformada de Laplace, hoy vemos que podemos definir una aplicación de manera que para $F\in\mathcal{L}(\mathcal{E})$, donde $\mathcal{E}$ el conjunto de funciones continuas a trozos con orden exponencial, se tenga $\mathcal{L}^{-1}[F]=f$, de manera que $f\in\mathcal{E}$ cumple $\mathcal{L}[f]=F$. Así establecemos la transformada inversa. Como en la transformada se cumple la propiedad de […]

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EFM: Transformada de Laplace

Hoy nos hemos tratado la Transformada de Laplace. La Transformada de Laplace de una función f(t) definida para todos los números reales t ≥ 0, es la función F(s), definida por: La transformada de Laplace la utilizamos para resolver ecuaciones diferenciales de forma más sencilla. Propiedades de la Transformada de Laplace Linealidad :$\mathcal{L}\left\{a f(t) + […]

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EFM: Sistemas no homogéneos. Variación de parámetros

Recordemos que partimos de un sistema de ED en la forma matricial $$X’=A\,X+B(t),$$ donde consideraremos $A$ una matriz cuadrada de valores constantes, y $B(t)$ una matriz de valores constantes o funcionales, no siendo todos cero. Si resulta que la solución de la parte homogénea la podemos obtener como $$X_h=\Phi(t)\,C,$$ siendo $C$ la matriz de constantes, […]

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EFM: Sistemas no homogéneos. Coeficientes indeterminados

Los métodos de coeficientes indeterminados y de variación de parámetros que se utilizaron para encontrar soluciones particulares de ecuaciones diferenciales ordinarias lineales no homogéneas pueden adaptarse a la resolución de sistemas lineales no homogéneos. De estos dos métodos, la variación de parámetros es la técnica más eficaz. No obstante, hay casos donde el método de […]

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EFM: Sistemas con autovalores complejos

Por último tenemos que la solución de $p_A(\lambda)=0$ sea compleja; es decir, $\lambda=\alpha\pm \beta i$, en ese caso la solución general será de la forma $$X=c_1\vec{v}e^{\lambda t}+c_2\bar{\vec{v}}e^{\bar{\lambda} t},$$ donde $\bar{\lambda}$ es el conjugado de $\lambda$ y $\bar{\vec{v}}$ es el vector conjugado del vector propio $\vec{v}$. Esta forma también se puede expresar utilizando los senos y […]

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EFM: Sistemas con autovalores dobles

Recordad que llevamos visto cuando todos los autovalores son distintos. Para los demás casos, empezaremos con $A\in\mathcal{M}_2(\mathbb{R})$, de este modo el polinómio característico de esta matriz será $p_A(\lambda)\in\mathbb{R}_2[X]$. Las soluciones dependerán de los valores propios que nos de la ecuación característica $p_A(\lambda)=0$. Si los valores propios son distintos estamos en el caso general, visto anteriormente. […]

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EFM: Sistema de ED

Hoy comenzamos el tema 6, dedicado a los sistemas de ecuaciones diferenciales. En general un sistema como $$X’=AX+B,$$ escrito en forma matricial. A y B son una matrices de funciones, aunque nosotros nos centraremos cuando A sea una matriz de coeficientes constantes y reales. Para tratar los Sistemas de ED necesitamos repasar el cálculo de […]

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EFM: Principio de superposición

Terminamos este apartado estudiando el caso $$a\frac{d^2y}{dx^2}+b\frac{dy}{dx}+cy=\sum_{i=1}^n f_i(x),$$ donde cada $f_i(x)$ es alguna de las funciones dadas en los casos anteriores. Este caso cumple el Teorema de superposición: Teorema. Sean $y_1$, $y_2$, …, $y_k$ soluciones de la ecuación diferencial lineal homogénea de orden $n$, $F(x,y,y’,…,y^{(n)})=0$, en un intervalo $I$, entonces la combinación lineal $$y=c_1y_1+c_2 y_2+\ldots+c_k […]

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EFM: No homogénea con exponencial y funciones trigonométricas

Hoy hemos comenzado abordando la ecuación $$a\frac{d^2y}{dx^2}+b\frac{dy}{dx}+cy=P(x)\, e^{rx},$$ en cuyo caso la solución particular será de la forma $$y_p=x^sQ(x)\, e^{rx}$$ El siguiente caso trata cuando afrontamos con funciones trigonométricas $$a\frac{d^2y}{dx^2}+b\frac{dy}{dx}+cy=P_1(x)\, \cos{rx}+P_2(x)\, \sin{rx},$$ en cuyo caso la solución particular será de la forma $$y_p=x^s(Q_1(x)\, \cos{rx}+Q_2(x)\, \sin{rx})$$ Quedaría ver si ocurre $$a\frac{d^2y}{dx^2}+b\frac{dy}{dx}+cy=(P_1(x)\, \cos{bx}+P_2(x)\, \sin{bx})e^{ax},$$ que en tal […]

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EFM: No homogenea con solución particular polinómica

En esta sesión de hoy hemos abordado el problema de una ED no homogénea donde la componente no homogénea es polinómica. En tal caso la solución particular será de la forma $$y_p=x^sQ(x)$$ donde Q(x) es un polinomio del mismo grado que la componente no homogénea, y xs es el factor que dependerá de la raíz […]

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