Regra da cadeia para derivada fracionária de Caputo com baixo nivel fracionário Chain rule for fractional derivative of Caputo type with low-fractionality Resumo Este trabalho apresenta uma aproximação da regra da cadeia da derivada fracionária, do tipo Caputo com baixo nível fracionário, para obter soluções exatas das versões fracionárias das equações diferenciais de Bernoulli e de Riccati. Palavras-chave: Cálculo Fracionário e Aplicações. Bernoulli. Riccati. Regra da Cadeia. Baixo Nível Fracionário.
AbstractThis work presents an approximation of the Fractional derivative chain rule of the Caputo type with low fractional level to obtain exact solutions of the fractional versions of the Bernoulli and Riccati differential equations. __________________________________________ Artigo recebido em set. 2018 e aceito em fev. 2019.
´ 1 IntroduçãoO cálculo de ordem não inteira, conhecido como cálculo fracionário, tradução livre de fractional calculus, generaliza o cálculo integral e diferencial clássicos. Pode-se pensar nos operadores de ordem fracionários como os operadores que representam funções da memória sobre a história de alguns sinais de sistemas físicos (CAMARGO; OLIVEIRA, 2015;PODLUBNY, 1999).Nosúltimos anos, a caracterização de sistemas reais por meio de modelos com equações diferenciais de ordem fracionária vem aumentando consideravelmente, pois os mesmos representam com maior fidelidade fenômenos naturais que os modelos de ordem inteira. Mais ainda, em relação ao tempo esses modelos descrevem processos com memória de longo prazo do tipo lei de potência (). Desta forma, a evolução do sistema estudado depende de toda a memória dos eventos passados.Recentemente, foi proposto em Tarasov e Zaslavsky (2006), e de forma independente em Varalta, Gomes e Camargo (2014), casos em que α se desvia minimamente de um valor inteiro α = n − ε. Para 0 < ε << 1 o comportamento da derivada fracionáriaé denominado de baixo nível fracionário. Essencialmente, o caso baixo nível fracionárioé tradado como uma perturbação para o caso inteiro através da ε-expansão por Tarasov e Zaslavsky (2006). Este método também foi aplicado a oscilação fracionária (TOFIGHI, 2013), fenômenos de relaxamento fracionário (TOFIGHI; GOLESTANI, 2008) e física das partículas (GOLDFAIN, 2008).Utilizamos o caso de baixo nível fracionário nas versões fracionárias das equações diferenciais dos tipos Bernoulli e de Riccati. Neste caso, podemos aproximar a derivada fracionária de Caputo e utilizar uma versão aproximada da regra da cadeia para obter uma solução semelhante a solução clássica.Parte deste trabalho foi apresentado durante o Encontro Regional de Matemática Aplicada e Computacional que ocorreu de seis a oito de junho de 2018 na Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" no campus de Bauru. 157 SILVA, F. S.; MOREIRA, D. M.; MORET, M. A. Regra da cadeia para derivada fracionária de Caputo com baixo nível fracionário.