Pvi Euler
1. Vamos resolver as aproximações para as soluções dos problemas de valor inicial (PVI) usando o método de Euler com passo $h=0,1$. O método de Euler é dado pela fórmula:
$$y_{n+1} = y_n + h f(x_n,y_n)$$
onde $f(x,y)$ é a função derivada dada pela equação diferencial.
2. Problema a)
Equação: $y' = x - y + 2$, com $y(0) = 2$, no intervalo $[0,1]$.
Passo $h=0,1$, pontos: $x_0=0$, $x_1=0,1$, ..., $x_{10}=1$.
3. Calculamos iterativamente:
$y_0=2$
$y_1 = y_0 + 0,1 (x_0 - y_0 + 2) = 2 + 0,1(0 - 2 + 2) = 2$
$y_2 = y_1 + 0,1 (x_1 - y_1 + 2) = 2 + 0,1(0,1 - 2 + 2) = 2 + 0,1(0,1) = 2,01$
Continuar até $x=1$.
4. Problema b)
Equação: $\frac{dy}{dx} = -xy$, com $y(0) = 1$, no intervalo $[0,1]$.
Usamos Euler:
$y_0=1$
$y_1 = y_0 + 0,1 (-x_0 y_0) = 1 + 0,1 (0) = 1$
$y_2 = y_1 + 0,1 (-x_1 y_1) = 1 + 0,1 (-0,1 \times 1) = 0,99$
Continuar até $x=1$.
5. Problema c)
Equação: $\frac{dy}{dt} = 2y \left(\frac{92 - y}{92}\right)$, com $y(0) = 10$, no intervalo $[0,3]$.
Passo $h=0,1$, pontos $t_0=0$ até $t_{30}=3$.
6. Aplicando Euler:
$y_0=10$
$y_1 = y_0 + 0,1 \times 2 y_0 \left(\frac{92 - y_0}{92}\right) = 10 + 0,1 \times 2 \times 10 \times \frac{82}{92} \approx 10 + 1,7826 = 11,7826$
Continuar até $t=3$.
7. Problema d)
Equação: $u'(t) = -0,5 u(t) + 2 + t$, com $u(0) = 8$, no intervalo $[0,1]$.
Passo $h=0,1$.
8. Aplicando Euler:
$u_0=8$
$u_1 = u_0 + 0,1 (-0,5 \times 8 + 2 + 0) = 8 + 0,1 (-4 + 2) = 8 - 0,2 = 7,8$
Continuar até $t=1$.
Esses passos mostram como calcular as aproximações para cada PVI usando o método de Euler com passo $h=0,1$. Para obter os valores completos, basta repetir as iterações até o final do intervalo especificado.