Matematik
differentialligninger af typen y'+ay=b
jeg kan trække et emne til eksamen hvor det her bevis skal indgå, men jeg forstår det desværre ikke
diff.lign. = differentilligning da ' kan være svært at se er det med vilje jeg har lavet en lille mellemrum mellem f og '
sætning:
den fuldstændige løsning til diff.lign.
dy/dx+ay=b eller f '(x)+a*f(x)=b
hvor a og b er reelle tal, og a ikke er 0, er givet ved
y=f(x)=b/a+c*e^(-ax)
bevis:
ligningen kan også skrives
f '(x)=-a*(f(x)-(a/b)), (3)
1 # hvordan kan der være 2 a'er? hvor kommer det fra? er det at y er blevet differentieret og y og y' er blevet indsat i diff.lign., hvorefter de har rykket rundt? eller er det bare noget jeg skal acceptere og ikke forklare?
og vi indfører funktionen g(x) ved parentesens indhold, altså
g(x)=f(x)-a/b eller f(x)=g(x)+b/a
2 # skal det forstås som at i den første er g(x) den afledte, og i nr. 2 er f(x) den afledte? hvor kommer de fra? hvor ryger -a hen, hvis de har noget at gøre med den.. hvad mener de med at de indfører funktionen g(x) ved parentesens indhold?
så er
f '(x)=g'(x)
3 # hvordan kan deres afledte være det samme, når der står -b/a i g(x) og +b/a i f(x)? burde de så ikke have forskellige fortegn?
og den ligning, vi skal løse, bliver efter (3) til
g'(x)=-a*g(x)
efter sætning 1 er den fuldstændige løsning til denne ligning givet ved
g(x)=c*e^(-ax)
4 # jeg kan ikke se hvordan den hænger sammen med sæt 1.
( sæt 1: den fuldstændige løsning til diff.lign.
dy/dx=ky eller f '(x)=k*f(x),
hvor k er en given konstant,er givet ved
f(x)=c*e^(kx)
Her er c en vilkårlig konstant. )
(jeg fortsætter med beviset for y'+ay=b)
hvoraf
f(x)=g(x)+b/a = b/a+c*e^(-ax)
(der kommer en del der vises på lommeregner)
deSolve(y '=k*y,x,y)
y=@1*e^(k*x)
deSolve(y '+a*y=b,x,y)
y=@6*e^(-a*x)+b/a
5 # hvorfor? kan man ikke bare taste det ind fra starten? hvad skal man bruge det til?
på forhånd, mange tak!
Svar #1
18. december 2011 af Andersen11 (Slettet)
Ligning (3) er skrevet forkert. Man sætter a uden for parentes til
f'(x) = -a·(f(x) - (b/a)) ,
og så sætter man g(x) = f(x) - (b/a) og bemærker, at g'(x) = f'(x) , hvorfor
g'(x) = -a·g(x) ,
hvis løsning er
g(x) = c·e-ax ,
og dermed er
f(x) = (b/a) + c·e-ax
Man kan ikke bevise en sætning ved hjælp af en lommeregner.
Skriv et svar til: differentialligninger af typen y'+ay=b
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.
