Matematik

løsning af 2. ordens diff.lign.

25. april 2011 af placebo321 (Slettet) - Niveau: A-niveau

diff.lign. givet ved

x''(t)=-w2*x(t)

begyndelsesbetingelser er, at til t=0 er x(0)=0 og x'(0)=w

Er løsningen ikke bare stedfunktionen for en harmonisk svingning?

x(t)=A*sin(w*t)


Brugbart svar (0)

Svar #1
25. april 2011 af NejTilSvampe

x(t) = A*sin(ω*t + φ) + c

sludder A er ikke nødvendigvis 1 =)

af x(0) = 0 , kan du antage at c og φ er 0 vel.:s

x'(t) = A/ω * cos(ωt)

x'(0) = A/ω = ω => A = ω2

x(t) = ω2sin(ωt)

vil jeg mene :)


Svar #2
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)

A/w=w?? Det giver ingen mening. Hvor får du A/w fra?

At x(0)= 0 betyder blot, at der ikke er nogen faseforskydning, hvorfor

x(t)=A*sin(w*t)


Brugbart svar (0)

Svar #3
25. april 2011 af NejTilSvampe

#2 - at x(0) = 0  betyder at der ikke er nogen faseforskydning HVIS c = 0.

og ja beklager, det skulle være A*w = w

x'(0) = A*w * cos(w*0) = w => A*w = w => A = 1 ,

x(t) = sin(wt)


Svar #4
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)

#3

Hvis x(0)= 0 er c=0! :)


Svar #5
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)

Så løsningen er

x(t)=sin(w*t)

i stedet for

x(t)=A*sin(w*t)
 

x'(0) = A*w * cos(w*0) = w. Jeg går ud fra, at du får dette fra begyndelsesbetingelserne, for så giver det mening?

men normalt gælder

x'(0) = A*w * cos(w*0) = w*A


Brugbart svar (0)

Svar #6
25. april 2011 af NejTilSvampe

#5 -

cos(0) = 1 , så din sidste linje er et selvfølge, ikke en regel som sådan. Men ja det er fra begyndelses betingelsen.

#4 -

Betragt funktionen

x(t) = A*sin(w*t+p) + c 

x(0) = A*sin(p) + c

hvis x(0) = 0 , antag at p og c er forskellige fra 0 et øjeblik..

c = -A*sin(p)  og  p = asin(-c/A)

Så differentialligningen kan vel stadig tilfredsstilles for værdier af p og c forskellige fra 0?


Brugbart svar (0)

Svar #7
25. april 2011 af NejTilSvampe

Se:

Vedhæftet fil:Unavngivet.png

Svar #8
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)

HVad er så løsningen? Hvad skal jeg skrive?


Svar #9
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)

Hvordan får du

x'(0) = A*w * cos(w*0) = w ??
 

er det fra begyndelses betingelsen? A*w=w giver jo ikke mening


Svar #10
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)

Glem det jeg skrev i # 9


Brugbart svar (0)

Svar #11
25. april 2011 af NejTilSvampe

#9 - det har jeg allerede svaret dig på. ja! det er begyndelses betingelsen.

x'(0) = w

x'(t) = w*A*cos(w*t)

x'(0) = w*A*cos(0) = w*A


Brugbart svar (0)

Svar #12
25. april 2011 af mathon

en fuldstændige løsning til

                  x ''(t) = -ω2·x(t)
kan udtrykkes

                  x(t) = A·sin(ω·t+φ)
hvoraf
                 1)  xo = A·sin(φ)

                 v = dx(t)/dt = ωA·cos(ω·t+φ)
hvoraf
                 vo = ωA·cos(φ)
                 2)    vo / ω = A·cos(φ)
 

ved division at 1) med 2)
fås
                tan(φ) = ω·xo / vo

                φ = tan-1(ω·xo / vo)

nu kan
A beregnes af begyndelsesbetingelserne
       
                A = xo/sin(φ)



 


Brugbart svar (0)

Svar #13
25. april 2011 af mathon

                            xo = 0           er udelukket, da det svingende systems begyndelsesenergi da er lig med 0

                                                                     Emek = (1/2)·k·xo2 

                            hvorfor svingningen aldrig kommer i gang


Svar #14
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)

Hey Mathon. Hvis begyndelsesbetingelsen er ved t=0 da x=0, da er den fuldstændige løsning vel

x(t)=A*sin(w*t)

uden phi


Brugbart svar (0)

Svar #15
25. april 2011 af mathon

    nej


Svar #16
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)

I min bog står der

x0=0

så phi skal altså ikke medtages. Jeg har altså ret her


Svar #17
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)

Emek er vel givet ved

Emek=1/2*k*x2+1/2*m*v2


Brugbart svar (0)

Svar #18
25. april 2011 af NejTilSvampe

.


Svar #19
25. april 2011 af placebo321 (Slettet)

Hvad siger du NejTilSvampe?

Jeg har skrevet, at den fuldstændige løsning er

x(t)=sin(w*t), da A=1


Brugbart svar (0)

Svar #20
25. april 2011 af NejTilSvampe

den er vel egentlig god nok nu jeg tænker mig om.. Jeg lægger en ekstra konstant c til, men den går ikke, for så er det ikke længere en løsning til differentialligningen, og det er der den knækker.

Så hvis c = 0 (og det er den), så er phi = 0 hvis x(0) = 0

så svaret er  x = A*sin(wt)  og  x'(0) = w => A = 1

x = sin(wt)


Forrige 1 2 Næste

Der er 22 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.