Matematik
Differentialligning separation
Hejsa!
Sidder med følgende spørgsmål.
"Løs differentialligningen (1+x2)yy´=x(1+y2) med hver af begyndelsesbetingelserne y(3)=1 , y(3)=3 og y(3)=-7 skal løses uden maple ved seperation"
Har vedhæftet et forsøg på at løse den, men jeg føler ikke jeg er færdig - hvordan kan jeg konkludere: "den endelige løsning til differentialligningen er ..?.."
Svar #1
08. oktober 2013 af peter lind
Du kan slippe nemmer over det ved at konstatere at e2C = k er en konstant og bruge k i stedet
Du kan ikke skrive for eks. y(x) = 7 y er en funktion af x og højre side skal indeholde en funktion af x
Du skal bare sætte de beregnede værdier af C (eller k) ind i den fundne generelle løsning
Svar #2
08. oktober 2013 af jenshansen10 (Slettet)
Hvordan mener du? er det ikke det jeg har gjort ved at finde C og derefter indsætte i √((x2+1)*e2C-1)
Svar #4
08. oktober 2013 af jenshansen10 (Slettet)
Nårh så jeg får bare:
For y(3)=1 √((x2+1)*e2*(-0.8047)-1)
For y(3)=3 √((x2+1)*e0-1)
For y(3)=-7 √((x2+1)*e2*(0.8047)-1)
Er dette så de endelige løsninger? Jeg forstår ikke helt hvornår jeg er færdig...
Svar #5
08. oktober 2013 af peter lind
Ja; men du bør finde e2C i de enkelte tilfælde ikke bare som en potens af noget Dernæst . gange resultat ind i parentesen og tilslut trække sammen på tallet.
Svar #6
08. oktober 2013 af jenshansen10 (Slettet)
så de endelige løsninger til differentialligningen bliver
For y(3)=1 √((x2+1)*(-0.8)) = -0.8x2-0.8
For y(3)=3 √((x2+1)*0) = 0
For y(3)=-7 √((x2+1)*0.8) = 4x2+4
Svar #7
08. oktober 2013 af peter lind
Du skal erstatte e2C med beregningen af dette tal ikke med 2C
Du kan ikke bare smide kvadratrodstegnet eller de -1 væk
Svar #8
08. oktober 2013 af jenshansen10 (Slettet)
For y(3)=1 e2*(-0.8047)=2 => √((x2+1)*2-1) ≈ √(2x2+1)
For y(3)=3 e2*0=0 => √((x2+1)*0-1) = √(x2)
For y(3)=-7 e2*(0.8047)=5 => √((x2+1)*5-1) ≈ √(5x2+4)
Svar #9
08. oktober 2013 af Andersen11 (Slettet)
For den generelle løsning finder man
y2 = k·(x2+1) - 1
For y(3) = 1 skal der derfor gælde 1 = k·10 - 1 , dvs k = 1/5
For y(3) = 3 skal der gælde 32 = k·10 - 1 , dvs k = 1
For y(3) = -7 skal der gælde (-7)2 = k·10 -1 , dvs k = 5
Svar #10
08. oktober 2013 af jenshansen10 (Slettet)
Ah okay :) Er de fundne talværdier for k så bare løsningerne til differentialligningen, altså hhv. 1/5 , 1 og 5
Svar #11
08. oktober 2013 af Andersen11 (Slettet)
#10
Det er konstanterne, der indgår i løsningen.
For y(3) = 1 er løsningen y(x) = [ (x2+1)/5 - 1 ]1/2 = [ x2 + (4/5) ]1/2 ,
For y(3) = 3 er løsningen y(x) = [ (x2+1) - 1 ]1/2 = x ,
For y(3) = -7 er løsningen y(x) = -[ 5x2 + 4 ]1/2
Svar #12
08. oktober 2013 af peter lind
For y(3) = 3 er løsning
y(x) = [ (x2+1) - 1 ]½ = |x|
Denne funktion er ikke differentiabel i 0 og gælder derfor ikke for x=0
Svar #14
08. oktober 2013 af Andersen11 (Slettet)
#12
Den løsning er jo ikke differentiabel i 0 . Løsningen y(x) = x er derimod en løsning til den givne differentialligning, der opfylder begyndelsesbetingelsen y(3) = 3 .
Svar #16
08. oktober 2013 af Andersen11 (Slettet)
#15
Jo, men kun løsningsdelen y = x opfylder begyndelsesbetingelsen.
Løsningen er givet ved
y2 = k·(x2+1) - 1
hvor k fastlægges af betingelsen y(3) = 3 til k = 1 . Man har da
y2 = x2 .
Den eneste differentiable løsning, der opfylder denne ligning og begyndelsesbetingelsen y(3) = 3 er så funktionen y(x) = x .
Skriv et svar til: Differentialligning separation
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.
