Introducción a las ecuaciones diferenciales ordinarias

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Introducción a las ecuaciones diferenciales ordinarias

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    • Colaboradores
    • Geovanni Figueroa Mata (Autor)
  • Palabras claves:
    • Ilustrado: No

Esta obra está diseñada para quienes se están iniciando en el estudio de la teoría de las ecuaciones diferenciales y ya tienen conocimientos en cálculo diferencial e integral. Presenta los conceptos y métodos de manera clara y sencilla, sin comprometer la rigurosidad matemática necesaria. Utiliza ejemplos prácticos y teóricos para ilustrar definiciones, propiedades y teoremas, con el objetivo de facilitar la comprensión de los conceptos subyacentes para los estudiantes.

Esta obra está dirigida a todas aquellas personas que inician el estudio de la teoría de las ecuaciones diferenciales y han llevado un curso de cálculo diferencial e integral. La exposición de los conceptos y métodos se hace de una forma sencilla y clara, sin perjuicio de la rigurosidad matemática requerida.

Las definiciones, propiedades y teoremas se ilustran con ejemplos de carácter práctico y teórico, de manera que el estudiante pueda comprender los conceptos que les subyacen.

Presentación 17

1 Conceptos básicos 19

1.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.2 ¿Qué es una ecuación diferencial? . . . . . . . . . . . . . . . 20

1.3 Solución de una ecuación diferencial . . . . . . . . . . . . . . 28

1.4 Derivación de una ecuación diferencial . . . . . . . . . . . . . 40

1.5 Problemas de valor inicial y de frontera . . . . . . . . . . . . 44

1.6 Existencia y unicidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1.7 Soluciones singulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

1.8 Campo de direcciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

1.9 Método de Euler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2 Ecuaciones diferenciales de primer orden 69

2.1 Ecuaciones en variables separadas . . . . . . . . . . . . . . . 69

2.2 Ecuaciones diferenciales homogéneas . . . . . . . . . . . . . 73

2.3 Ecuaciones diferenciales exactas . . . . . . . . . . . . . . . . 78

2.4 Factor integrante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

2.5 Ecuación lineal de primer orden . . . . . . . . . . . . . . . . 92

8 Contenido

2.6 Ecuación de Bernoulli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

2.7 Reducción de orden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

2.7.1 Ausencia de la variable dependiente . . . . . . . . . . 101

2.7.2 Ausencia de la variable independiente . . . . . . . . . 102

2.8 Ecuaci´on de Clairaut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

3 Aplicaciones de las ecuaciones de primer orden 109

3.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3.2 Movimiento de una partícula . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

3.3 Circuitos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

3.3.1 Circuitos eléctricos L-R . . . . . . . . . . . . . . . . 117

3.3.2 Circuitos eléctricos C-R . . . . . . . . . . . . . . . . 121

3.4 Mezclas químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

3.5 Reacciones químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

3.6 Problemas de crecimiento y decrecimiento . . . . . . . . . . . 134

3.6.1 Población . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

3.6.2 Desintegración radiactiva . . . . . . . . . . . . . . . . 136

3.6.3 Determinación de la edad de un objeto . . . . . . . . . 137

3.6.4 Enfriamiento de un objeto . . . . . . . . . . . . . . . 139

4 Ecuaciones diferenciales lineales de orden n 145

4.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

4.2 Independencia lineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

4.3 Ecuaciones Diferenciales lineales homogéneas con coeficientes constantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

4.4 Ecuaciones diferenciales lineales no homogéneas . . . . . . 167

4.4.1 Coeficientes indeterminados . . . . . . . . . . . . . . 168

4.4.2 Variación de parámetros . . . . . . . . . . . . . . . . 175

4.5 Ecuación diferencial de Cauchy-Euler . . . . . . . . . . . . . 183

4.6 Operadores Diferenciables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

5 Movimiento vibratorio 207

5.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

5.2 Movimiento armónico simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

5.3 Movimiento amortiguado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

5.4 Movimiento forzado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

5.5 Resonancia mecánica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

6 Transformada de Laplace 225

6.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

6.2 Propiedades de la Transformada de Laplace . . . . . . . . . . 231

6.3 La transformada inversa de Laplace . . . . . . . . . . . . . . 243

6.4 Teoremas de traslación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

6.4.1 Función escalón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

6.5 Convolución y transformadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

6.6 Funciones periódicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

6.7 Función impulso unitario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

6.8 Función Gamma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

7 Aplicaciones y transformada de Laplace 293

7.1 Solución de ecuaciones diferenciales . . . . . . . . . . . . . . 293

7.2 Sistemas mecánicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

7.3 Ecuaciones Integrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

7.4 Circuitos L-R-C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

7.5 Sistemas de ecuaciones diferenciales . . . . . . . . . . . . . . 305

8 Solución mediante series de potencias 313

8.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

8.2 Método de los coeficientes indeterminados . . . . . . . . . . . 314

  • MAT007010 MATEMÁTICAS > Ecuaciones diferenciales > Ordinario (Principal)
  • 515 Ciencias naturales y matemáticas > Matemáticas > Análisis (Principal)
Estado: Activo
ISBN-13: 9789977662176
Idioma del texto: Español
Tamaño: 16.51 x 21.59 x 1.7 cm
Peso: 0.5 kg
Número de páginas del contenido principal: 330 Páginas
Sello editorial: Editorial Tecnológica de Costa Rica
Tipo de edición: Nueva edición
Número de edición: 1
Ciudad de publicación: Cartago
País de publicación: Costa Rica
Fecha de publicación: 2010
Tipo de restricción de venta: Exclusivo para un punto o canal de venta
Distribuidor de la editorial: Editorial Tecnológica de Costa Rica
Disponibilidad del producto: Disponible. Sin detalles.
Precio: (CRC) 3000

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