Matematik

Anden ordens differentialligning

25. januar 2014 af came (Slettet)

'Hvilken funktion er løsning til y''+y'-12y=0 hvor y(0)=2 og y'(0)=6?'

Jeg får nogle funktioner opgivet, men tænker det er nemmere selv at regne ud.

Jeg har fundet at differentialligningen får rødderne 4 og -3, dvs. y(x)=a*e4x+b*e-3x

Min forvirring er nok dum, men hvordan skal jeg nu bruge y(0)=2 og y'(0)=6?


Brugbart svar (0)

Svar #1
25. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

Betingelserne y(0) = 2 og y'(0) = 6 bruges så til at bestemme konstanterne a og b.

Den ene ligning er

y(0) = a + b = 2

Betingelsen y'0) = 6 giver en anden ligning.


Svar #2
25. januar 2014 af came (Slettet)

Det forstår jeg ikke helt..

Skal jeg så differentiere mit udtryk y(x) og indsætte 0 og være det lig med 6?


Brugbart svar (0)

Svar #3
25. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#2

Ja. For at beregne y'(0) skal man differentiere løsningen.


Svar #4
25. januar 2014 af came (Slettet)

Okay, så får jeg: 4*e4x-3*e-3x=6 ..

Jeg forstår ikke hvordan jeg ud fra de to ligninger skal komme frem til løsningen (y(x)=2*e3x)..


Brugbart svar (0)

Svar #5
25. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#4

Ligningen for y'(0) = 6 er så

4a - 3b = 6 , sammen med ligningen for y(0) = 2:

a + b = 2

Løs nu dette ligningssystem i a og b.

Ligningen er ikke løst korrekt i #0. Se i stedet #5.


Brugbart svar (0)

Svar #6
25. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#0

Rødderne i det karakteristiske polynomium er -4 og 3, ikke 4 og -3.

Den generelle løsning er

y = a·e-4x + b·e3x

og startbetingelserne giver da ligningssystemet

a + b = 2

-4a + 3b = 6 ,

hvoraf man ser

a = 0 og b = 2


Svar #7
25. januar 2014 af came (Slettet)

Det er rigtigt, tak for hjælpen!

Et sidste spørgsmål; man får 6 muligheder hvor den jeg skrev som facit er den rigtige. En anden mulighed, der angiveligt er forkert, siger at y(x)=2*e-4x

Jeg tænker bare, jeg kan godt se i den generelle løsning er b foran det andet e, men jeg kunne vel lige så godt have skrevet det omvendt? :)


Brugbart svar (0)

Svar #8
25. januar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#7

Ja, det er da underordnet, om man kalder de to konstanter for a og b, eller for b og a, så længe man gør det konsistent. Det ændrer jo ikke på resultatet.


Skriv et svar til: Anden ordens differentialligning

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.