Questions: Assinale, qual das EDO abaixo é exata (A) (1+x^2 y^2) dx+(x^2 y^2) dy=0 (B) (ln y+x^2) dx+(y e^x) dy=0 (C) (xy2) dx+(tg(x)-y) dy=0 (D) (ln y+sec (x)) dx+(y^3-e^x) dy=0 (E) (y cos (x)) dx+(sin (x)+y^2) dy=0

Assinale, qual das EDO abaixo é exata
(A) (1+x^2 y^2) dx+(x^2 y^2) dy=0
(B) (ln y+x^2) dx+(y e^x) dy=0
(C) (xy2) dx+(tg(x)-y) dy=0
(D) (ln y+sec (x)) dx+(y^3-e^x) dy=0
(E) (y cos (x)) dx+(sin (x)+y^2) dy=0
Transcript text: Assinale, qual das EDO abaixo é exata (A) $\left(1+x^{2} y^{2}\right) d x+\left(x^{2} y^{2}\right) d y=0$ (B) $\left(\ln |y|+x^{2}\right) d x+\left(y e^{x}\right) d y=0$ (C) $(x y 2) d x+(\operatorname{tg}(x)-y) d y=0$ (D) $(\ln |y|+\sec (x)) d x+\left(y^{3}-e^{x}\right) d y=0$ (E) $(y \cos (x)) d x+\left(\sin (x)+y^{2}\right) d y=0$
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Solution

failed
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Solution Steps

To determine which of the given differential equations (EDOs) is exact, we need to check if the mixed partial derivatives of the functions multiplying \(dx\) and \(dy\) are equal. Specifically, for an equation of the form \(M(x, y) dx + N(x, y) dy = 0\), the equation is exact if \(\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{\partial N}{\partial x}\).

Solution Approach
  1. Extract the functions \(M(x, y)\) and \(N(x, y)\) from each option.
  2. Compute the partial derivative of \(M\) with respect to \(y\) and the partial derivative of \(N\) with respect to \(x\).
  3. Compare the partial derivatives for each option to determine if they are equal.
Step 1: Identificação das Funções

Para cada uma das equações diferenciais apresentadas, identificamos as funções \(M(x, y)\) e \(N(x, y)\):

  • (A) \(M = 1 + x^2 y^2\), \(N = x^2 y^2\)
  • (B) \(M = \ln |y| + x^2\), \(N = y e^x\)
  • (C) \(M = x y^2\), \(N = \tan(x) - y\)
  • (D) \(M = \ln |y| + \sec(x)\), \(N = y^3 - e^x\)
  • (E) \(M = y \cos(x)\), \(N = \sin(x) + y^2\)
Step 2: Cálculo das Derivadas Parciais

Calculamos as derivadas parciais de \(M\) em relação a \(y\) e de \(N\) em relação a \(x\) para cada opção:

  • (A) \(\frac{\partial M}{\partial y} = 2x^2 y\) e \(\frac{\partial N}{\partial x} = 0\)
  • (B) \(\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{1}{y}\) e \(\frac{\partial N}{\partial x} = y e^x\)
  • (C) \(\frac{\partial M}{\partial y} = 2xy\) e \(\frac{\partial N}{\partial x} = \sec^2(x)\)
  • (D) \(\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{1}{y}\) e \(\frac{\partial N}{\partial x} = -e^x\)
  • (E) \(\frac{\partial M}{\partial y} = \cos(x)\) e \(\frac{\partial N}{\partial x} = \cos(x)\)
Step 3: Verificação da Exatidão

Verificamos se as derivadas parciais são iguais:

  • (A): \(2x^2 y \neq 0\) (não exata)
  • (B): \(\frac{1}{y} \neq y e^x\) (não exata)
  • (C): \(2xy \neq \sec^2(x)\) (não exata)
  • (D): \(\frac{1}{y} \neq -e^x\) (não exata)
  • (E): \(\cos(x) = \cos(x)\) (exata)

Final Answer

A única equação diferencial que é exata é a opção (E). Portanto, a resposta é \\(\boxed{E}\\).

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