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domingo, 10 de octubre de 2010

Coeficientes indeterminados

Analicemos ahora las ecuaciones lineales no homogéneas, es decir, cuando tenemos una ecuación de la forma
Como vimos en las propiedades algebraicas del conjunto de soluciones de una EDO lineal, podemos ver la parte izquierda de la ecuación como un operador diferencial.
Lo que andamos buscando es una función que bajo el operador nos lo envíe a la función f(t).
Una forma de resolverlo es intentar aplicar un operador a ambos lados de la ecuación de tal suerte que se anule el lado derecho. Esto es, nos quedaría una EDO homogénea.
Veamos la parte izquierda como operador
Si aplicamos o componemos por un operador la ecuación a ambos lados, llamémoslo operador anulador, de forma que el lado derecho de la ecuación sea cero, nos quedaría
Si comparamos la ecuación anterior con lo que hemos visto de EDO homogéneas, tenemos que
Podemos inferir dos cosas:
La primera que el operador anulador de la función f(t) debe de ser como la parte izquierda de la ecuación diferencial, en pocas palabras, un operador diferencial.
La segunda, es que las funciones que bajo operadores diferenciales se anulan son soluciones de EDO lineales. ¿Cómo son las soluciones de EDO lineales con coeficientes constantes?. Pues son exponenciales, Senos y Cosenos, polinomios y combinaciones de ellas.
Lo anterior nos restringe a tipos específicos en la forma de la función del lado derecho de la ecuación. Aunque también nos da la pauta como encontrar al operador anulador.
Veamos mediante ejemplos como encontrar el operador anulador.

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