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Cálculo diferencial e integral: funções de várias

Verifique se a função u=1/sqrt x^2 y^2 z^2 é solução da equação de Laplace tridimensional Uxx Uyy Uzz
Matemática
1 resposta
Professor Pedro M.
Respondeu há 6 anos
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Olá, Adrian! Para verificarmos se a função U = 1/sqrt(x² + y² + z²) é solução de um equação diferencial basta derivarmos ela e substituirmos na equação. Por exemplo a derivada parcial em x será Ux = -1/[2.sqrt(x² + y² + z²)].2x = -x/(x² + y² + z²)^(3/2). E para acharmos Uxx derivamos novamente por x para obter Uxx = -[1.(x² + y² + z²)^(3/2) - 3.x².sqrt(x² + y² + z²)]/(x² + y² + z²)³ = [3.x².sqrt(x² + y² + z²) - (x² + y² + z²)^(3/2)]/(x² + y² + z²)³ Agora basta fazer a mesma coisa para y e z e substituir na euqação. Uyy = [3.y².sqrt(x² + y² + z²) - (x² + y² + z²)^(3/2)]/(x² + y² + z²)³ Uzz = [3.z².sqrt(x² + y² + z²) - (x² + y² + z²)^(3/2)]/(x² + y² + z²)³ Sua equação não apareceu corretamente na pergunta, mas espero que daqui seja possível continuar. Mas se a equação for Uxx + Uyy + Uzz = 0 teremos [3.x².sqrt(x² + y² + z²) - (x² + y² + z²)^(3/2)]/(x² + y² + z²)³ + [3.y².sqrt(x² + y² + z²) - (x² + y² + z²)^(3/2)]/(x² + y² + z²)³ + [3.z².sqrt(x² + y² + z²) - (x² + y² + z²)^(3/2)]/(x² + y² + z²)³ = = [3(x² + y² + z²).sqrt(x² + y² + z²) - 3(x² + y² + z²)^(3/2)]/(x² + y² + z²)³ = [3(x² + y² + z²)^(3/2) - 3(x² + y² + z²)^(3/2)]/(x² + y² + z²)³ = 0.

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