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Ecuaciones Diferenciales con Coeficientes Lineales

Ecuaciones Diferenciales con Coeficientes Lineales:

En este tipo de ecuaciones son de la forma:

Consideraremos este sistema de ecuaciones:

Según si este sistema de ecuaciones tiene o no tiene solución tendremos dos casos es decir dos maneras de resolverlas.

Caso 1: (reducibles a homogéneas) El sistema de ecuaciones tiene solución, con el cambio de variable la ecuación diferencial se convertirá en una homogénea.

Caso 2: El sistema de ecuaciones no tiene solución, con el cambio de variable se convertirá en una de variables separables.

(Ejercicio 1 y explicación) Ecuaciones Diferenciales con Coeficientes Lineales Caso 1 (Reducibles a homogéneas): Ver Vídeo

(Ejercicio 2) Ecuaciones Diferenciales con Coeficientes Lineales Caso 2 (Reducibles a Variables Separables): Ver Vídeo

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Ecuaciones Diferenciales Homogéneas

Ecuaciones Diferenciales Homogéneas de Primer Orden

(Ejercicio 1) Qué son las EDOs Homogéneas y ejercicio resuelto: Ver Vídeo

Antes de resolver ecuaciones diferenciales homogéneas tenemos que saber:

  • Qué es una función homogénea?
  • Qué es una ecuación diferencial homogénea?

Para resolver las EDOs homogéneas tendremos que hacer un cambio de variable y se nos convertirá en una EDO de Variables Separables:

En el vídeo resolveremos este ejercicio:

(Ejercicio 2) Ecuaciones Diferenciales Homogéneas con condiciones iniciales: Ver Vídeo

Resolveremos una ecuación diferencial homogénea con valor inicial:

(Ejercicio 3) Ecuaciones Diferenciales Homogéneas con raíz: Ver Vídeo

Resolveremos una ecuación diferencial homogénea con raíz:

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Ecuaciones diferenciales de Variables Separables

Ecuaciones Diferenciales de Variables Separables:

(Ejemplo1) Qué son las EDOs de Variables Separables: Ver Vídeo

Tenemos una ecuación diferencial de Variables Separables, si podemos escribir la ecuación de la forma:

ecuaciones diferenciales de variables separables

En este vídeo resolveremos el siguiente ejemplo y veremos como diferenciarlas:

(Ejemplo 2) EDO Variables Separables con Condición Inicial: Ver Vídeo

Para resolver una ecuación diferencial con condición o valor inicial:

  • primero resolveremos la EDO y encontraremos su solución general
  • después sustituiremos la condición inicial y encontraremos la constante. Esto nos dará una solución particular.

(Ejemplo 3) Ecuación Diferencial Variables Separables por Factorización: Ver Vídeo

En este ejemplo tendremos que aplicar factorización con A B y cambio de variables para resolver las integrales:

ejercicio resuelto de ecuacion diferencial de variables separables factorizacion

(Ejemplo 4) Ecuación Diferencial Variables Separables mediante Factorización: Ver Vídeo

En este ejemplo tendremos que aplicar factorización varas veces para convertir la ecuación en una de variables separables. Tendremos que hacer dos integrales por factorización con A B:

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Ecuaciones Diferenciales de Primer Orden

Curso de Ecuaciones Diferenciales de Primer Orden

Introducción a las ecuaciones diferenciales: Ver Vídeo

Antes de resolver ecuaciones diferenciales de primer orden veremos:

  • qué es una ecuación diferencial?
  • notación utilizada
  • que son las ecuaciones diferenciales ordinarias y en derivadas parciales
  • qué es el orden de una ecuación diferencial?
  • qué es la solución de una ecuación diferencial?
  • qué es la solución general y la solución particular –
  • qué es el valor inicial o condición inicial de una ecuación diferencial

Ecuaciones Diferenciales En Variables Separables

En este apartado podrás encontrar 4 ejercicios resueltos de ecuaciones diferenciales de variables separables.

ecuaciones diferenciales de variables separables

Ecuaciones Diferenciales Homogéneas de Primer Orden

Veremos desde cero que son las ecuaciones diferenciales homogéneas y 3 ejercicios resueltos.

Ecuaciones Diferenciales Lineales de Primer Orden

Veremos como es una ecuación lineal de primer orden y resolveremos 2 ejemplos con la fórmula.

Ecuaciones Diferenciales con Coeficiente Lineales

Veremos los dos casos que podemos encontrar de ecuaciones diferenciales con coeficientes lineales y como resolver cada uno con dos ejercicios.

ecuacion diferencial con coeficientes lineales

Ecuaciones Diferenciales de Bernouilli

Haremos 2 ejercicios de como resolver ecuaciones diferenciales de Bernouilli.

Ecuaciones Diferenciales de Riccati

Encontrarás 2 ejercicios resueltos de como resolver ecuaciones diferenciales de Riccati.

Ecuación Diferencial de Riccati

Ecuaciones Diferenciales Exactas

Veremos como resolver ecuaciones diferenciales exactas con 3 jemplos.

ecuación diferencial exacta
Ecuación diferencial Exacta

Ecuaciones Diferenciales NO Exactas por Factor Integrante

Si una ecuación diferencial no nos da exacta, tendremos que buscar un factor integrante. Heremos 3 ejercicios con los 3 factores integrantes más habituales: x, y, xy

Factor integrante

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matemáticas 3 ESO, matemáticas 4 ESO, propiedades de las potencias

Propiedades de las Potencias

Ejercicios resueltos con propiedades de las Potencias

Os dejo varios vídeos donde se explican las propiedades de las potencias y ejercicios resueltos de operaciones combinadas con potencias:

Que es una Potencia (Potencias desde cero)

Multiplicar potencias con la misma base

multiplicar potencias con la misma base

División de potencias con la misma base

Potencia de una potencia

multiplicar potencias con la misma base

Potencia con exponente negativo

Potencia de exponente negativo

Multiplicar potencias de igual exponente

Dividir potencias con diferente base y mismo exponente

Dividir potencias con diferente base y mismo exponente

Os dejo varios vídeos con ejercicios resueltos de operaciones combinadas con potencias:

Operaciones Combinadas con Potencias Ejemplos resueltos

Haremos 3 ejercicios con productos de potencias donde tendremos que aplicar varias propiedades de las potencias.

Ejercicios resueltos de operaciones con potencias

Simplificación de Potencias Ejercicios Resueltos

Haremos 3 ejercicios fracciones de potencias donde tendremos que aplicar varias propiedades de las potencias.

Simplificación de Potencias

Simplificar Potencias Ejercicios resueltos

ejercicio resuelto de operaciones combinadas con potencias

Simplificar Potencias con la Propiedades de las Potencias

ejercicio resuelto de simplificar potencias

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fracciones, matemáticas 2 ESO, matemáticas 3 ESO, matemáticas secundaria

Fracciones

Fracciones

Antes de operar con fracciones necesitas saber:

Como factorizar un número o descomponer en factores primos: Ver vídeo

Como calcular el mínimo común múltiplo y el máximo común divisor: Ver vídeo

Como simplificar una fracción (fracciones irreducibles): Ver vídeo

Como reducir fracciones a común denominador: Ver vídeo

Operaciones con fracciones:

Ejemplos de suma y resta de fracciones: Ver vídeo

Multiplicar/Producto de 2 y 3 fracciones: Ver vídeo

División de 2 fracciones (método de los productos cruzados y producto inverso): Ver vídeo

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derivación implícita funciones varias variables, derivadas parciales, funciones de varias variables, límites de funciones de varias variables, matemáticas universidad, máximos y mínimos varias variables, multiplicadores de Lagrange, plano tangente funciones de varias variables, vector gradiente

Funciones de Varias Variables

Ejercicios Resueltos de Funciones de Varias Variables

Cálculo Multivariable

Aquí os dejo vídeos con ejercicios resueltos:


Como encontrar y representar el Dominio: Vídeo con 3 ejemplos

El dominio de una función son los valores de las funciones de entrada para los que existe la función.

Como pasaba en las funciones de una variable tendremos que tener en cuenta:

dominio de una función

Las funciones más habituales que nos vamos a encontrar y que tendremos que conocer para encontrar el dominio o dibujar la curva de nivel son:

funciones recta parábola y circunferencia

Encontraremos el dominio de estos cuatro ejemplos:

ejercicios resueltos de dominio de una función de varias variables

Curvas de nivel con representación gráfica: Video con 3 ejemplos de curvas más habituales


Límites de Funciones de varias Variables

Podemos calcular el límite de funciones de varias variables con diferentes métodos. Algunos sirven para calcular el límite y otros sólo para saber si No existe o el valor en el caso de existir.

Haremos ejemplos de los siguientes tipos de límites de funciones de varias variables:

  • Límites directos y por factorización
  • Límites iterados o reiterados
  • Límites direccionales o por trayectorias
  • Límites por cambio a coordenadas polares


Derivadas Parciales:

Ejemplo 1 de derivadas parciales: ver Video

Ejemplo 2 de derivadas parciales: ver Video

Ejemplo 3 de derivadas parciales: ver Video

Derivadas parciales por Derivación Implícita:

Ejemplo 1 de derivadas parciales desde cero: ver Video

Ejemplo 2 de derivadas parciales: ver Video


Regla de la Cadena para Derivadas Parciales:

Calcularemos las derivadas parciales de una función de varias variables utilizando la regla de la cadena, es decir que aplicaremos la regla de la cadena a una función compuesta.

Haremos este ejemplo:

regla de la cadena funciones de varias variables

Ese mismo ejemplo, preguntado de otra manera:

regla de la cadena para funciones compuestas

Ejercicio resuelto de regla de la cadena: ver Video


Calcular el vector gradiente en un punto: ver vídeo

El vector gradiente en un punto, es el vector que contiene las derivadas parciales en ese punto:

vector grtadiente en un punto

haremos el siguiente ejemplo:

ejercicio resuelto de como calcular el vector gradiente de una funcion de varias variables

Como calcular el plano tangente y ejemplo: ver vídeo

El plano tangente de una función de varias variables en un punto es:

plano tangente de una función de 2 variables

Veremos como se calcula y haremos el siguiente ejercicio:

ejercicio resuelto de como calcular el plano tengente a una funcion de varias variables


Derivada direccional y máximo crecimiento de la función en un punto

Veremos ejemplos resueltos de como calcular:

  • derivada direccional de una función en un punto según la dirección de un vector
  • derivada direccional máxima en un punto
  • derivadas direccionales por la definición

Derivadas parciales por la definición

En las funciones definidas a trozos, en los puntos en los que se separa la función, estamos obligados a usar la definición de derivada parcial.

a) Haremos dos ejemplos usando la definición de derivada parcial en un punto. En el primer ejercicio la función se separa en un punto:

derivadas parciales de funcion definida a trozos

a) Ejercicio resuelto de derivadas parciales de una función definida a trozos: ver Video

b) En el segundo ejercicio resuelto, la función se separa en otra función (una recta):

ejercicio resuelto de deribada parcial de una funcion definida a trozos

b) Ejercicio resuelto de derivadas parciales de una función definida a trozos: ver Video


Diferenciabilidad de Funciones de varias variables

Veremos los pasos a seguir para saber si una función es diferenciable en un punto.


Optimización de Funciones de Varias variables:

Máximos relativos, mínimos relativos y Puntos de Silla

Para encontrar los puntos críticos (es decir máximos y mínimos relativos y puntos de silla) podemos seguir el siguiente esquema:

criterios para encontrar maximos minimos y puntos de silla

En el vídeo veremos el siguiente ejemplo:

ejercicio resuelto de maximos relativos minimos relativos y puntos de silla

Máximos y Mínimos Relativos de funciones de varias variables (desde cero): ver Video

Multiplicadores de Lagrange

Máximos y Mínimos restringidos por Multiplicadores de Lagrange: ver Video

Veremos los paso


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matemáticas bachillerato

Matrices y Determinantes

Algebra Lineal: Matrices y Determinantes

Os dejo los enlaces a los vídeos de mi canal de Youtube @ProfeInDaHouse con explicaciones y ejercicios resueltos de cada tema.


Matrices:

Tipos de matrices, Orden y Dimensión matriz: Ver Video

Operaciones con Matrices:

  • Suma, resta y producto escalar: Ver Video
  • Producto de matrices, Multiplicación de matrices: Ver Video
  • Potencia de matrices, Matrices cíclicas, Potencia enésima de una matriz: Ver Video
  • Sistema de ecuaciones matriciales: Ver Video

Rango de una matriz por el método de Gauss: Ver Video

Matriz inversa por el método de Gauss Jordan: Ver Video


Determinantes:

Regla de Sarrus y Ecuaciones con determinantes: ver Video

Propiedades de los determinantes: Vídeo teórico con la lista de propiedades

Ejemplos de como aplicar las propiedades de los determinantes: Vídeo con ejemplos

Matriz adjunta, como calcularla: Video con ejemplos

Resolver determinantes 4×4, por adjuntos y Regla de Chio: Ejemplos con varias maneras de resolver

Inversa de una matriz por adjuntos (Fórmula): Ejemplo y pasos a seguir de como calcular la inversa

Rango de una matriz por determinantes: Ejemplo y pasos a seguir de como hallar el rango por determinantes

Rango de una matriz con parámetros por determinantes: Discutir el rango de un matriz en función de un parámetro


Sistemas de Ecuaciones:

a) Resolver un sistema de ecuaciones por Gauss (SCD): Ejemplo a de Sistema Compatible Determinado

b) Resolver un sistema de ecuaciones por Gauss (SI): Ejemplo b de Sistema Incompatible

c) Resolver un sistema de ecuaciones por Gauss (SCI): Ejemplo c de Sistema Compatible Indeterminado

Resolver un sistema de ecuaciones por Cramer (SCD): Regla de Cramer

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matemáticas 3 ESO, matemáticas 4 ESO, matemáticas secundaria, polinomios

Polinomios

Operaciones con Polinomios

Os dejo varios vídeos con operaciones con polinomios.


Suma y Resta de Polinomios Ver Vídeo

Haremos los siguientes ejercicios de sumas y restas de polinomios, de la manera vertical y la manera horizontal:

ejercicios resueltos de suma y resta de polinomios

División de Polinomios Ver Vídeo

Haremos las siguientes divisiones de polinomios:

ejercicios resueltos de division de polinomios

Sacar Factor Común de un Polinomio Ver Vídeo

Haremos los siguientes ejercicios de sacar factor común o factorizar polinomios:

ejercicios resueltos de sacar factor comun de polinomios

Productos Notables Ver Vídeo

La siguientes fórmulas son las llamadas productos notables, identidades notables o igualdades notables. Nos ayudan a desarrollar cálculos más rápidamente.

productos notables

Veremos 9 ejercicios resueltos: 3 de suma al cuadrado, 3 de diferencia al cuadrado y 3 de suma por diferencia.

ejercicios resueltos de productos notables

Factorizar Polinomios con Productos Notables al Revés Ver Vídeo

Podemos factorizar algunos polinomios (no siempre) utilizando las fórmulas de los productos notables o identidades notables al revés. Copiamos las fórmulas a la inversa y tratamos de averiguar si corresponden a una identidad notable:

identidades notables al reves

Haremos 6 ejercicios resueltos:

ejercicios resueltos de identidades notables al reves

Dividir Polinomios aplicando la Regla de Ruffini Ver Vídeo

Podemos usar el método de Ruffini para dividir polinomios, pero sólo cuando el divisor sea de la forma:

tipo de divisor por Ruffini

En el vídeo resolveremos estos dos ejemplos:

ejercicios resueltos de dividir polinomios por Ruffini


Teorema del Resto Ver Vídeo

El Teorema del Resto no sirve para encontrar el resto de una división de polinomios sin tener que calcularla. Lo podemos aplicar con divisores del tipo (x-a).

Teorema del Resto:

Teorema del Resto

En este vídeo veremos qué es y para que sirve el Teorema del Resto y haremos 3 ejercicios típicos de examen:

  • Encontrar el resto de una división
  • Cómo saber si una división es exacta
  • Encontrar u parámetro k, para que una división sea exacta

Raíces de un polinomio por Ruffini Ver Vídeo

A partir de polinomios de tercer grado es recomendable usar el método de Ruffini para encontrar las raíces.

Las raíces o ceros de un polinomio, son aquellos valores de la x que hacen que polinomio de cero.

En el vídeo 3 ejercicios resueltos donde nos encontraremos 3 casos diferentes:

  • polinomio con raíces enteras
  • polinomio donde primero tendremos que factorizar
  • polinomio con raíces racionales (fracciones)

Encontraremos las raíces o ceros de estos 3 polinomios:

raíces de un polinomio por Ruffini

Método de Ruffini para factorizar polinomios Ver Vídeo

A partir de polinomios de tercer grado es recomendable usar el método de Ruffini para factorizar polinomios. tendremos que encontrar las raíces o ceros del polinomio con la regla de Ruffini y luego factorizar.

En este vídeo vamos a hacer 3 ejercicios diferentes:

  • polinomio que podremos factorizar del todo
  • polinomio que NO podremos factorizar del todo
  • polinomio sin término independiente y con raíces racionales (fracciones)

Vamos a hacer estos 3 ejemplos:

factorizar polinomios con Ruffini

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