v1 · padrão canônico
Lição 29 — EDOs em Séries de Potências
Solução de EDOs lineares em séries de potências: pontos ordinários, pontos singulares regulares, método de Frobenius, equação de Bessel e funções especiais básicas.
Used in: Cálculo 2 — Unidade 3 · USP MAT0112 · ITA MA-012
Em ponto ordinário, a solução em série converge no disco até a singularidade mais próxima. No método de Frobenius, o expoente satisfaz a equação de índices.
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Pontos ordinários e singulares
Classificação de pontos
Para (forma: com , ):
- é ponto ordinário se e são analíticas em .
- é ponto singular regular se e são analíticas em .
- Caso contrário: ponto singular irregular.
Teorema (ponto ordinário)
Se é ponto ordinário, a solução em série converge para onde é a distância de à singularidade mais próxima (no plano complexo).
Método de Frobenius (ponto singular regular)
Tente com .
Substituindo na EDO: a equação de índices (onde , ) determina .
Três casos:
- : duas soluções de Frobenius .
- : de Frobenius; .
- : com ; pode conter .
Equação de Bessel de ordem
Solução: .
Exemplos resolvidos
Exercícios
Bloco A — Pontos ordinários
Bloco B — Frobenius
Bloco C — Nível ITA/USP
To continue
- Boyce, W. & DiPrima, R. — Equações Diferenciais Elementares, §5.2–5.8 — LTC, 10ª ed.
- Zill, D.G. — Equações Diferenciais, §6.1–6.3 — Cengage, 10ª ed.
- Apostol, T.M. — Calculus, vol. 1, §10.25 — Wiley, 2ª ed.
- REAMAT — Cálculo Numérico, §7.5 — UFRGS