250 EJERCICIOS RESUELTOS DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES

La EDITORIAL INFINITO presenta con orgullo a la comunidad estudiantil y profesoral el cuarto volumen de la SERIE CORONEL: 250 ejercicios resueltos de Ecuaciones Diferenciales Lineales con aplicaciones de modelado y ejercicios con valores en la frontera. El propósito de este libro es presentar a quienes cursan estudios universitarios, una serie de ejercicios sobre ecuaciones diferenciales, muy representativos y resueltos en forma detallada. Resulta evidente que el contenido de este libro será de gran utilidad en especial para estudiantes de carreras vinculadas a la ingeniería, las ciencias, la tecnología o cualquier especialidad donde el cálculo matemático sea requisito indispensable dentro del pensum de estudio. El número de ejercicios incluidos permite que el libro pueda ser utilizado también como texto tanto por el alumno como por el profesor en el desarrollo de este importante tema de cálculo. En otras palabras, por ser el libro de ecuaciones diferenciales tipo problemario sirve de guía, orientación para la resolución de otros ejercicios más complejos. Lo anterior constituye la esencia y la filosofía del libro de ecuaciones diferenciales. Es por esto, que los ejercicios están resueltos con una metodología que los autores la hemos denominado paso a paso, es decir, detallando en aspectos algebraicos, aspectos donde el estudiante suele tener ciertos tropiezos. Los autores se han esmerado en la explicación de los procedimientos utilizados en la resolución de cada uno de los problemas. Los ejercicios han sido seleccionados con el objeto de ampliar los conocimientos adquiridos en clase, así como también para que el estudiante adquiera práctica en la resolución de problemas y así prevenirle ante las dificultades con que normalmente se tropieza el estudiante. ¡Esperamos que disfruten de la primera edición de 250 Ejercicios resueltos de Ecuaciones Diferenciales Lineales con aplicaciones de modelado y ejercicios con valores en la frontera! Como siempre, serán bienvenidos los comentarios y sugerencias para continuar mejorando la obra. Las ecuaciones diferenciales son una parte muy importante del análisis matemático y modelan innumerables procesos de la vida real. Una ecuación diferencial es una relación, válida en cierto intervalo, entre una variable y sus derivadas sucesivas. Su resolución permite estudiar las características de los sistemas que modelan y una misma ecuación puede describir procesos correspondientes a diversas disciplinas. Los siguientes ejemplos nos permiten mostrar la importancia que tienen las ecuaciones diferenciales en cuanto a las aplicaciones en las diversas ramas o disciplinas científicas y en la vida real. Crecimiento poblacional: La suposición es que la rapidez a la que crece la población de un país en cierto tiempo es proporcional a la población total del país en ese momento. La ecuación diferencial es dP/ (dT) α P o dP/(dT )=kP. Ley de enfriamiento de Newton: Según la ley empírica de Newton acerca del enfriamiento, la rapidez con que se enfría un objeto es proporcional a la diferencia entre su temperatura y la del medio que lo rodea, que es la temperatura del ambiente. Si T(t) representa la temperatura del objeto en el momento t, Tm es la temperatura constante del medio que lo rodea y dT/dt es la rapidez con que se enfría el objeto. La ley de Newton del enfriamiento se traduce en el enunciado matemático. dT/dt ∝ (T-Tm) → dT/dt=K (T-Tm ). Propagación de una enfermedad: Una gripe se disemina en una comunidad por medio de la gente que entra en contacto con otras personas. Sea x(t) el número de personas que se han contagiado con la enfermedad y y(t) el número de personas que aún no se contagian. La ecuación diferencial es dx/dt = kxy.