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Seja a equação diferencial 2 y ′′ − 4 y ′ + 2 y = 0 2 y ″ − 4 y ′ + 2 y = 0 . Sabe-se que y = e x p ( x ) y = e x p ⁡ ( x ) e y = x e x p ( x ) y = x e x p ( x ) são soluções desta equação diferencial. Determine a alternativa que apresenta uma solução da equação diferencial. A e x + 2 e − x e x + 2 e − x B ( 2 + x ) e x ( 2 + x ) e x C 2 c o s x − s e n x 2 c o s x − s e n x D x 2 − 2 x + 1 x 2 − 2 x + 1 E l n ( x ) − x l n ( x ) − x
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marlos silva de souza proeza silva de solza

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Respostas

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Para resolver a equação diferencial \(2y'' - 4y' + 2y = 0\), primeiro, precisamos encontrar a solução geral. A equação é uma equação diferencial linear de segunda ordem com coeficientes constantes. A equação característica associada é: \[ 2r^2 - 4r + 2 = 0 \] Dividindo toda a equação por 2, obtemos: \[ r^2 - 2r + 1 = 0 \] Isso se fatoriza como: \[ (r - 1)^2 = 0 \] Portanto, temos uma raiz dupla \(r = 1\). A solução geral da equação diferencial é dada por: \[ y(x) = (C_1 + C_2 x)e^x \] onde \(C_1\) e \(C_2\) são constantes. Agora, vamos analisar as alternativas para ver qual delas pode ser uma solução da equação diferencial: A) \(e^x + 2e^{-x}\) - Não se encaixa na forma da solução geral. B) \((2 + x)e^x\) - Esta se encaixa na forma da solução geral, pois é da forma \((C_1 + C_2 x)e^x\). C) \(2\cos x - \sin x\) - Não se encaixa na forma da solução geral. D) \(x^2 - 2x + 1\) - Não se encaixa na forma da solução geral. E) \(\ln(x) - x\) - Não se encaixa na forma da solução geral. Portanto, a alternativa correta que apresenta uma solução da equação diferencial é: B) \((2 + x)e^x\).

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