Subjects ecuaciones diferenciales

Ecuacion Diferencial 90Bdf3

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Question: Obtener la solución de: $2y^{\prime\prime}-3y=0$ incluyendo las operaciones correspondientes y comprobando la solución.
1. Planteamos el problema: Resolver la ecuación diferencial $$2y^{\prime\prime}-3y=0$$. 2. Identificamos que es una ecuación diferencial lineal homogénea con coeficientes constantes. 3. La forma característica es $$2r^2 - 3 = 0$$. 4. Despejamos $$r^2$$: $$2r^2 = 3$$ $$r^2 = \frac{3}{2}$$ 5. Calculamos $$r$$: $$r = \pm \sqrt{\frac{3}{2}} = \pm \frac{\sqrt{6}}{2}$$ 6. La solución general es: $$y = C_1 e^{\frac{\sqrt{6}}{2}x} + C_2 e^{-\frac{\sqrt{6}}{2}x}$$ 7. Comprobamos la solución derivando: $$y' = C_1 \frac{\sqrt{6}}{2} e^{\frac{\sqrt{6}}{2}x} - C_2 \frac{\sqrt{6}}{2} e^{-\frac{\sqrt{6}}{2}x}$$ $$y^{\prime\prime} = C_1 \left(\frac{\sqrt{6}}{2}\right)^2 e^{\frac{\sqrt{6}}{2}x} + C_2 \left(\frac{\sqrt{6}}{2}\right)^2 e^{-\frac{\sqrt{6}}{2}x} = C_1 \frac{6}{4} e^{\frac{\sqrt{6}}{2}x} + C_2 \frac{6}{4} e^{-\frac{\sqrt{6}}{2}x}$$ 8. Sustituimos en la ecuación original: $$2y^{\prime\prime} - 3y = 2 \left(C_1 \frac{6}{4} e^{\frac{\sqrt{6}}{2}x} + C_2 \frac{6}{4} e^{-\frac{\sqrt{6}}{2}x}\right) - 3 \left(C_1 e^{\frac{\sqrt{6}}{2}x} + C_2 e^{-\frac{\sqrt{6}}{2}x}\right)$$ $$= C_1 \left(2 \times \frac{6}{4} - 3\right) e^{\frac{\sqrt{6}}{2}x} + C_2 \left(2 \times \frac{6}{4} - 3\right) e^{-\frac{\sqrt{6}}{2}x} = 0$$ 9. Como $$2 \times \frac{6}{4} - 3 = 3 - 3 = 0$$, la solución satisface la ecuación. Por lo tanto, la solución general es: $$y = C_1 e^{\frac{\sqrt{6}}{2}x} + C_2 e^{-\frac{\sqrt{6}}{2}x}$$