Equação diferencial - O que é, definição e conceito - 2021

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Equação diferencial - O que é, definição e conceito - 2021
Equação diferencial - O que é, definição e conceito - 2021
Anonim

Uma equação diferencial é uma equação que depende das derivadas de outras funções.

Uma equação diferencial, de certa forma, é o próximo passo para a equação de diferença. Nesse caso, em vez de estar relacionado a outras funções, ele está relacionado às derivadas de outras funções. Por se tratar de um conceito avançado, é lógico que surja a seguinte questão: O que é uma derivada?

Uma derivada é uma função que representa a taxa na qual o valor de uma função muda. Tecnicamente, calcule a inclinação de uma função. Por exemplo, a derivada de Y = 2X é igual a 2. O que significaria que para cada unidade adicional de X o valor de Y muda em 2 unidades. Na verdade, isso é verdade:

Voltando ao conceito de equação diferencial, a equação que relaciona diferentes funções de troca e resulta em outra função seria uma equação diferencial.

Aplicações de equações diferenciais

As equações diferenciais são equações que estudam a dinâmica. Ou seja, os fenômenos que se movem e mudam ao longo do tempo, aplicam-se a campos muito diversos. Por exemplo:

  • Engenharia Química
  • Engenheiro fisico
  • Economia
  • Termodinâmica
  • Circuitos eletrônicos
  • Mecânica
  • Aerodinâmica

A razão pela qual a economia faz uso desses tipos de equações é por causa de sua natureza. A economia, longe de ser estática, é um fenômeno muito dinâmico.

Exemplo da utilidade das equações diferenciais

Embora não seja exatamente assim, a ideia seria algo como o seguinte:

Queremos saber como os benefícios de um agricultor mudam dependendo de certas variáveis, tais que:

Variação por agricultor = Variação na porcentagem da água utilizada e variação na porcentagem das sementes cultivadas

  • Claro, o que varia a água usada vai depender da chuva, do preço da água ou do vento.
  • As sementes cultivadas dependerão da quantidade de terra fértil, do preço das sementes ou da qualidade.

Ou seja, as duas variáveis ​​(água e sementes) das quais o benefício depende, por sua vez, dependem de outras variáveis. Indo ainda mais longe, o que a solução de uma equação diferencial nos permite saber é o seguinte:

Como o benefício varia levando em consideração a variação da porcentagem de água utilizada e a variação da porcentagem de sementes?

O objetivo deste artigo é apresentar uma ideia o mais intuitiva possível do que é uma equação diferencial. A princípio é um termo abstrato, mas com exemplos e aprofundando o assunto, eles podem ser compreendidos.

Outra coisa muito diferente é a sua resolução. Nem entraremos na resolução matemática devido à sua complexidade. Porém, hoje, por meio de programas de computador, os computadores calculam automaticamente as soluções para esses tipos de problemas.