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histora de lasED desde la fisica
Tipo: Ejercicios
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Este trabajo pretende mostrar una breve historia de las ecuaciones diferenciales, haciendo mayor énfasis en las ideas y no en las bibliografías de los matemáticos creadores de la teoría. Primero las ecuaciones diferenciales fueron creadas para resolver ciertos problemas de la física usando el calculo diferencial. Las ecuaciones diferenciales tuvieron sus inicios a finales del siglo XVIII, estos problemas físicos fueron llevando poco a poco la creación de una nueva rama de las matemáticas llamada las ecuaciones diferenciables. Leibniz y Newton fueron los creadores de del cálculo infinitesimal, Newton observo que si d n y dx n =^0 entonces y^ ( x^ )^ era un polinomio de grado n-1 y depende de n constantes que se tomaran arbitrariamente, pero esto tuvo que esperar hasta el siglo XIX para ser demostrada con rigor. En 1693 Huygens habla explícitamente de ecuaciones diferenciales y en este año Leibniz dice que las ecuaciones diferenciales son funciones de elementos del triángulo- característico (Figura 1) Incluso, antes de comenzar el siglo XVIII, los trabajos especialmente de Gottfried Wilhlm Leibniz, Jacob Bernoulli (1654-1705) y Johann Bernoulli (1667-1748) llevaron hacia la integración (reducción a cuadraturas) de ecuaciones diferenciales homogéneas y de ecuaciones diferenciales lineales de primer orden. En 1690 Jackes Bernoulli, planteo el problema de encontrar una curva que adopta una cuerda flexible colgada de dos puntos fijos (Figura 2), Galileo había pensado que esta curva era una parábola pero Huygens probo que esto no era correcto. En 1691, Leibniz, Huygens y Jean Bernoulli publicaron soluciones independientes. El estudio de funciones minimizantes llevo a Euler a mediados del siglo XVIII al descubrimiento del cálculo de variaciones, y Lagrange a finales del siglo XVIII mejoro y amplio los métodos de
Euler. Hamilton a mediados del siglo XIX hizo la reformulación de las leyes físicas por medio de funciones minimalistas Leibniz descubrió la técnica de separación de variables en 1691,sin embargo Bernoulli destaca en su Lectiones mathematica en 1691, que las separación de variables puede ocultar la naturaleza del problema original, por ejemplo, ydx = 2 xdy escrita como variables separables involucra en apariencia curvas logarítmicas cuando, en realidad, la solución algebraica es: y 2 = Kx En 1694 Leibniz y Jean Bernouilli estudiaron el problema de encontrar la familia de curvas que cortan con un ángulo dado a una familia de curvas dadas. Jean Bernouilli señaló, que este problema es importante para determinar las trayectorias de los rayos de luz que recorren un medio no uniforme, porque dichos rayos cortan ortogonalmente los llamados frentes de luz. Años más tarde el problema fue resuelto de forma general e independiente por Leibniz y por Jean Bernoulli en 1698. Tiempo después, fueron identificadas las ecuaciones diferenciales de primer orden exactas de la forma: M ( x , y ) dx + N ( x , y ) dy = 0 para la cual existe una función z = z ( x , y ) tal que dz = Mdx + Ndy , Para las ecuaciones anteriores, Clairaut en 1739 dio la condición ∂ M ∂ y
∂ x
condición que fue dada de forma independiente por Euler en 1734, si dz = M ( x , y ) dx + N ( x , y )= 0 Euler y Clairaut llegaron a la siguiente expresión: z = cte Cuando una ecuación de primer orden no es exacta, la mayoría de veces se puede multiplicar por una función llamada factor integrante que hace que se convierta en exacta,
En 1739 Euler descubrió el fenómeno de la resonancia mecánica resolviendo la siguiente ecuación, en su artículo “DE novo genere oscillationum” Euler desarrolló un método en 1743 para resolver las ecuaciones lineales de orden de n coeficientes constantes, dada la ecuación: En los primeros años del siglo XIX los matemáticos no se preocupaban por la existencia de soluciones asociadas a las ecuaciones diferenciables. Fue Augustin Louis Cauchy quien primero se vio motivado por este tema. En sus cursos impartidos en la escuela politécnica resolvió la ecuación ahora conocida como condiciones de Gauchy, explicando varias
demostraciones de la existencia en el plano real y complejo, pero no es hasta 1868 que Rudolf Lipschitz (1832-1903) demostró la existencia y unicidad bajo condiciones más generales de lo planteado por Gauchy, precisamente para f continua y que satisface la condición de Lipschitz; este resultado se conoce bajo el nombre de Teorema de Cauchy- Lipschtz. Bibliografias https://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_las_ecuaciones_diferenciales El pensamiento matematico: de la antiguedad a nuestros días. Alianza Universidad. Julio Benıtez Lopez. Universidad Politecnica de Valencia. 7 de Febrero de 2008. Recuperado de b