O que são as equações homogêneas de grau zero
Equações diferenciais homogêneas (de grau zero)
Uma idéia básica da Matemática é fazer a solução de um problema novo recair numa solução conhecida.
Veremos nesta Seção como transformar um tipo especial de equação diferencial
não-separável em outra que é
sepáravel e que pode ser resolvida com os resultados da Seção
Equações diferenciais separáveis.
Começamos com uma definição:
Definição: Uma função $F(x,y)$ é chamada de homogênea de grau $d$ se \[F(t\cdot x , t\cdot y) = t^d \cdot F(x,y),\quad \quad \forall t \neq 0\]
Por exemplo, $F(x,y) = x^2+ y^2$ é homogênea de grau $2$, enquanto que $F(x,y) = x^2 + y$ não é homogênea.
O caso particular que nos interessa é de funções homogêneas de grau $0$, ou seja, que verificam
\[ F (t\cdot x , t \cdot y) = F(x,y), \quad \forall t \neq 0 \]
Definição: Uma equação diferencial \[y^{\prime} = F(x,y)\] é chamada de homogênea de grau 0 se $F(x,y)$ é uma função homogênea de grau $0$.
Afirmação: São Homogêneas de grau $0$ as equações diferenciais
\[ y^{\prime} = \frac{y^2}{x^2},\quad y^{\prime} = \frac{y^2 + x y + x^2 }{ x^2 }\quad\mbox{e}\quad y^{\prime} = \frac{x-y}{y} \]
A primeira equação é do tipo separável \[y^{\prime} = \frac{y^2}{x^2}\] (cf. Seção
Equações diferenciais separáveis ), enquanto que a segunda e a terceira
não são separáveis.
Veremos nesta Seção que:
A resolução de equações homogêneas de grau 0 recai na resolução de equações separáveis, após uma mudança de coordenadas.