Matematik

y''=cy

17. december 2009 af DON CARLOS (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej allesammen,

Jeg sidder og kigger på differentialligningen y''=cy, som oftest bliver delt op i tre generelle tilfælde, nemlig:

y''=k2y
y''=-k2y
y''=0

De to første tilfælde burde være de svære, men det går meget nemt når man kigger på dem. Det sidste har jeg dog lidt problemer med. Løsning er er jo selvfælgelig ∫∫0dx=c1x+c2, men jeg vil gerne bevise den analogt til de to andre, dvs at prøve med exp(λx), da får vi karakterligningen som hedder:

λ2=0 <=> λ=0

Da bliver løsningen:

y1(x)=exp(0x)=1
y2(x)=exp(0x)=1 (??)

Hvordan kommer jeg frem til løsningen c1x+c2 herfra? Mit spørgsmål er med andre ord, hvordan fremkommer det x?


Brugbart svar (0)

Svar #1
17. december 2009 af mathon

der bliver ikke nogen karakterligning

    aλ² + bλ + c = 0     for alle λ

dvs a = b = c = 0


Svar #2
17. december 2009 af DON CARLOS (Slettet)

Det er jeg ikke sikker på jeg er helt med på. Altså det er jo lambda der varrierer, hvor a, b og c er konstanter (hvor a = 1, i det her tilfælde).

Men hvordan kommer jeg frem til løsningen c1x+c2?


Brugbart svar (0)

Svar #3
17. december 2009 af mathon

kan ikke bevises analogt til de to andre - selv om du gerne så det


Svar #4
17. december 2009 af DON CARLOS (Slettet)

Okay, jamen hvorfor dog ikke?

Altså for mig at se, fremkommer karakterligningen:

y''=0, vi prøver med exp(λx) =>

exp(λx)''=0 <=> λ2exp(λx), da exp(kx) ikke er defineret i 0, da må løsningen være:

λ2=0 <=> λ=0

Dette er jo helt analogt til de to andre tilfælde, men når du siger at du ikke får nogen karakterligning, hvad bygger det så på?


Brugbart svar (0)

Svar #5
17. december 2009 af mathon

genlæs #1


Svar #6
17. december 2009 af DON CARLOS (Slettet)

Ja, jeg kan se det er en påstand - men kan ikke se argumentet for at det forholder sig sådan. a er jo lig med 1?
Det jeg mener er bare at den sagtens kan gøres sand hvis lanbda er lig med nul?


Svar #7
17. december 2009 af DON CARLOS (Slettet)

(Bump):

I øvrigt kan jeg ikke få y''=-k2y til at passe.

Jeg gør igen prøve med exp(λx), og kommer frem til karakterligningen:

λ2+k2=0 <=> λ=√(-(k^2))=α±ιβ

Omskrivningen fra  c1exp((α+ιβ)x)+c2exp((α-ιβ)x)  til c1cos(kx)+c2sin(kx) går galt et sted.

Jeg har fundet reglen exp(a+ιb)=exp(a)exp(ιb), men hvordan bruger jeg den, når jeg har:

c1exp(αx+ιβx)+c2exp(αx-ιβx)??

Jeg har siddet fast her hele dagen, er der ikke en der vil give mig en skub videre?


Brugbart svar (0)

Svar #8
17. december 2009 af mathon

            y'' = -k2y   

med den fuldstændige løsning

            y = c1·cos(k·t) + c2·sin(k·t) = A·sin(k·t + φ)


Brugbart svar (0)

Svar #9
18. december 2009 af Dynin (Slettet)

#7 λ2+k2=0 => λ=√(-(k^2))=±ιk [her er der ingen reel del kun den imaginære] og dermed er den fuldstændige løsning

y(x)=C1eikx+C2e-ikx=c1cos(kx)+c2sin(kx)       hvor c1=C1+C2 og c2=i(C1-C2)


Skriv et svar til: y''=cy

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.