Sobre la solución exacta de una ecuación diferencial escalar a través de un enfoque analítico simple
Autores: Alshomrani, Nada A. M.; Ebaid, Abdelhalim; Aldosari, Faten; Aljoufi, Mona D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Sobre la solución exacta de una ecuación diferencial escalar a través de un enfoque analítico simple
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Parámetro avanzado
Ecuación diferencial escalar
De primer orden
De segundo orden
Solución exacta
Ecuaciones diferenciales ordinarias
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La existencia del parámetro de avance en una ecuación diferencial escalar impide la aplicación de los métodos estándar bien conocidos utilizados para resolver ecuaciones diferenciales ordinarias clásicas. En este artículo se introduce un procedimiento sencillo para eliminar el parámetro de avance de un tipo especial de ecuación diferencial escalar de primer orden. El enfoque sugerido transforma la ecuación diferencial escalar de primer orden dada en una ecuación diferencial ordinaria (ODE) de segundo orden equivalente sin el parámetro de avance. Utilizando este método, somos capaces de construir la solución exacta tanto del modelo transformado como del modelo original dado. La solución exacta se obtiene en forma de onda con amplitud y fase especificadas. Además, se investigan varios casos especiales en ciertos valores/relaciones de los parámetros involucrados. Se muestra que la solución exacta en ausencia del parámetro de avance se reduce a la solución correspondiente en la literatura. Además, se declara que el modelo actual disfruta de varios tipos de soluciones, como soluciones constantes, soluciones polinómicas y soluciones periódicas bajo ciertas restricciones de los parámetros incluidos.
Descripción
La existencia del parámetro de avance en una ecuación diferencial escalar impide la aplicación de los métodos estándar bien conocidos utilizados para resolver ecuaciones diferenciales ordinarias clásicas. En este artículo se introduce un procedimiento sencillo para eliminar el parámetro de avance de un tipo especial de ecuación diferencial escalar de primer orden. El enfoque sugerido transforma la ecuación diferencial escalar de primer orden dada en una ecuación diferencial ordinaria (ODE) de segundo orden equivalente sin el parámetro de avance. Utilizando este método, somos capaces de construir la solución exacta tanto del modelo transformado como del modelo original dado. La solución exacta se obtiene en forma de onda con amplitud y fase especificadas. Además, se investigan varios casos especiales en ciertos valores/relaciones de los parámetros involucrados. Se muestra que la solución exacta en ausencia del parámetro de avance se reduce a la solución correspondiente en la literatura. Además, se declara que el modelo actual disfruta de varios tipos de soluciones, como soluciones constantes, soluciones polinómicas y soluciones periódicas bajo ciertas restricciones de los parámetros incluidos.