9. Ecuaciones diferenciales con problemas con valores en la frontera

9. Ecuaciones diferenciales y problemas con valores en la frontera

9.1 Introducción a las ecuaciones diferenciales

9.2 Ecuaciones diferenciales de primer orden

9.3 Métodos numéricos

9.4 Aplicaciones de ecuaciones de primer orden

9.5 Ecuaciones lineales de segundo orden

9.6 Aplicaciones de ecuaciones lineales de segundo orden

9.7 Soluciones en serie de ecuaciones lineales de segundo orden

9.8 La transformada de Laplace

9.9 Ecuaciones lineales de orden superior

9.10 Sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

9.11 Problemas con valores en la frontera y expansiones de Fourier

9.12 Soluciones de Fourier de ecuaciones diferenciales parciales

9.13 Problemas de valores en la frontera para ecuaciones diferenciales ordinarias de segundo orden

Ejercicios resueltos del Capítulo 9:

 Muchos fenómenos del mundo real pueden modelarse matemáticamente utilizando ecuaciones diferenciales. El crecimiento de una población, la desintegración radiactiva, los modelos depredador-presa y los sistemas de masa resorte son cuatro ejemplos de tales fenómenos.

Figura 4.1 El venado cola blanca (Odocoileus virginianus) del este de los Estados Unidos. Las ecuaciones diferenciales se pueden usar para estudiar poblaciones de animales. (crédito: modificación del trabajo de Rachel Kramer, Flickr)

 Supongamos que deseamos estudiar una población de ciervos a lo largo del tiempo y determinar el número total de animales en un área determinada. Primero podemos observar a la población durante un período de tiempo, estimar el número total de venados y luego usar varios supuestos para derivar un modelo matemático para diferentes escenarios. Algunos factores que a menudo se consideran son el impacto ambiental, los valores límite de la población y los depredadores. En estas lecciones del Capítulo 9 veremos, por ejemplo, cómo se pueden usar las ecuaciones diferenciales para predecir poblaciones a lo largo del tiempo.

 En este capítulo, abordaremos el problema de resolver ecuaciones diferenciales, el objetivo es desarrollar las técnicas necesarias para resolver diferentes tipos de ecuaciones diferenciales. Las técnicas de solución se vuelven más complejas a medida que las ecuaciones se vuelven más complicadas. En este capítulo, estudiaremos varios tipos de ecuaciones diferenciales y los métodos de solución correspondientes. Esto nos permitirá resolver un amplio rango de problemas que involucran ecuaciones diferenciales.