Matematik

Hjælp til differentialligninger.

10. februar 2014 af Victorfigu (Slettet) - Niveau: A-niveau

Der er to opgaver:

Vis at y(t)=sin(t-t0) , t∈R er en løsning til differentialligningen: (y'(t)2+(y(t))2=1

Findes der også konstantløsninger, altså løsninger på formen y(t)=c? 

Jeg ved godt at i den første skal jeg bevise at venstre side er lig med højre side, men kan ikke rigtigt komme frem til hvordan. Desuden bruger jeg Maple, så hvis der er nogle der kender nogle tricks der (som ikke er gympakken) ville det være dejligt. Ellers er den gammeldags metode også hel fin. På forhånd tak!


Brugbart svar (0)

Svar #1
10. februar 2014 af Andersen11 (Slettet)

Differentier den givne funktion og indsæt forskriften for y'(t) og y(t) i differentialligningens venstre side. Benyt så en velkendt formel for sin() og cos() til at vise, at venstresiden er lig med højresiden.

Prøv derefter at indsætte en konstant funktion y(t) = c i differentialligningen. Løs den fremkomne ligning i c.


Svar #2
10. februar 2014 af Victorfigu (Slettet)

Hvad er det for en velkendt formel der er tale om?
Når du siger indsæt en konstant funktion skal jeg så gøre det præcis som du skrev og så isolere c, eller selv angive c?
Mange tak for det hurtige svar.

Brugbart svar (0)

Svar #3
10. februar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#2

Den velkendte formel er    cos2(x) + sin2(x) = 1 (Pythagoras).

Differentierer man en konstant funktion, er resultatat 0. Indsætter man en konstant funktion c i differentialligningen, får man derfor

c2 = 1 .

Dvs for visse værdier af c er y(t) = c en løsning til differentialligningen. Bestem nu disse værdier af c ved at løse ligningen i c.


Svar #4
10. februar 2014 af Victorfigu (Slettet)

Kan ikke helt se sammenhængen i at bruge pythagoras, med mindre det er for at få sin/cos til at gå ud med hinanden kunne du eventuelt forklare yderligere?
Mange tak

Brugbart svar (1)

Svar #5
10. februar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#4

Man skal vise, at funktionen y(t) = sin(t-t0) er en løsning. Differentierer man funktionen, har man

y'(t) = cos(t-t0)  .

Indsætter man det sammen med forskriften for y(t) i venstresiden af differentialligningen, har man

cos2(t-t0) + sin2(t-t0)

og her er det, at man så skal nikke genkendende til dette udtryk og umiddelbart indse, at det er lig med 1, hvorfor den viste funktion tilfredsstiller differentialligningen.


Svar #6
10. februar 2014 af Victorfigu (Slettet)

Nåååårh! Haha mange tak! Nu giver det mening.

Svar #7
11. februar 2014 af Victorfigu (Slettet)

#3

Jeg skal lige have dette genopfrisket. Der står i opgaven at jeg skal finde ud af om der findes konstantløsninger af formen y(t)=c.

dvs: sin(t-t0)=c

Hvodan finder jeg så ud af om der er konstantløsninger? Hvis jeg udregner c finder jeg den fuldstændige løsning, men det er vel ikke det de er ude efter? 


Brugbart svar (0)

Svar #8
11. februar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#7

Spørgsmålet om en konstant løsning er gennemgået for dig i #3. En konstant løsning har formen

        y(t) = c .

Der skal ikke blandes sin(t-t0) ind i det, når man undersøger, om en konstant funktion kan være en løsning.


Svar #9
11. februar 2014 af Victorfigu (Slettet)

Jeg forstår ikke helt gennemgangen af det. Det som du differentierer i #3 er selve differentialligningen, men hvorfor gør du dette når man skal undersøge y(t)=c og ikke (y'(t)2+(y(t))2=c. Og er svaret så c2=1 ud fra dette? 


Brugbart svar (1)

Svar #10
11. februar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#9

Man skal undersøge, om en funktion af formen y(t) = c er en løsning i differentialligningen

        (y'(t))2 + (y(t))2 = 1 .

Det gøres ved at indsætte løsningen i differentialligningen. For en løsning af formen y(t) = c, er y'(t) = 0, og venstresiden af differentialligningen er da

        02 + c2 = c2 .

Man slutter da heraf, at en funktion af formen y(t) = c er en løsning til differentialligningen, hvis

        c2 = 1 .


Svar #11
11. februar 2014 af Victorfigu (Slettet)

Aah så forstår jeg. Det er fordi jeg forvirrer c med konstanten fra den generelle løsning i stedet for at være en funktion. Mange tak for din hjælp!


Skriv et svar til: Hjælp til differentialligninger.

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.