Matematik

Differentialligningssystem

24. juli 2018 af anonym000 - Niveau: A-niveau

Hej

Opgaverne er her: https://01005.compute.dtu.dk/EU12S-OPG#1

I opgave A får man løsningen 

\left[ \begin{array} { l } { x _ { 1 } ( t ) } \\ { x _ { 2 } ( t ) } \end{array} \right] = c _ { 1 } \left[ \begin{array} { l } { 4 } \\ { 1 } \end{array} \right] e ^ { 3 t } + c _ { 2 } \left[ \begin{array} { r } { - 2 } \\ { 1 } \end{array} \right] \mathrm { e } ^ { - 3 t }

Når man finder egenvektorene tilhørende egenværdien 3 får man uendelige mange egenvektorene tilhørende 3

\left[ \begin{array} { l } { 4 } \\ { 1 } \end{array} \right] t

Istf. at bruge (4,1) til at opskrive den fuldstændige løsningsmængde kunne man ligeså godt have brugt (8,2). Det eneste forskel dette vil gøre er ved at konstanten c1 får en anden værdi. Er dette ikke korrekt tænkt?

I opgave B står der "Overvej følgende: Får vi det samme resultat hvis vi finder løsningen ved hjælp af den fuldstændige komplekse løsning som ved hjælp af den fuldstændige reelle løsning?" Ja gætter at det er det nok ellers er det nok ikke interessant at spørger om. Men jeg kunne godt tænke mig at vide hvorfor det er sådan?

Mvh.


Brugbart svar (0)

Svar #1
24. juli 2018 af peter lind

Du kan godt vælge en anden egenvektor for eks. (8, 2) eller (-40, -10); men du kan ikke vælge (4, 1)t fordi det er en funtion af t

Hvis den 2, gradsligning du får for egenværdierne er a+ib og a-ib får du løsningen c1*e*(a+bi)t+c2*e*(a-bi)t = c1*(eat(cos(bt)+i*sin(bt) ) + c2*(eat(cos(bt)-*sin(bt) ) = (c1+c2)*eatcos(bt)+(c1-c2)*i*eatsin(bt) Det er en linearkombination af de reelle løsninger og kan derfor også bruges som basis

Du vælger blot c3=c1+c2 og c4 =(c1-c2)*i


Svar #2
25. juli 2018 af anonym000

Svaret på "Får vi det samme resultat hvis vi finder løsningen ved hjælp af den fuldstændige komplekse løsning som ved hjælp af den fuldstændige reelle løsning?" Er vel ja?

Jeg må indrømme at jeg ikke er helt med på hvad du snakker om i den sidste halvdel af #1. ?

- - -

...............


Svar #3
25. juli 2018 af anonym000

Opgaveformuleringen inden opgave F står der "...reel variabel med C som tilhørende skalar-legeme."

Hvad betyder dette?

- - -

...............


Svar #4
25. juli 2018 af anonym000

H

Man kan bruge struktursætningen

L_{inhom} = L _{hom} + \mathbf x_0

Man kan finde den homogene løsningsmængde ved metoder beskrevet i disse noter https://01005.compute.dtu.dk/enotes/17_-_Lineaere_foerste_ordens_differentialligningssystemer.

Derefter man man så gætte en partikulære løsning x0.

Korrekt.

- - -

...............


Brugbart svar (0)

Svar #5
25. juli 2018 af Drunkmunky

Den første sætning i opgave F betyder, at C^{\infty}(\mathbb{R},\mathbb{C}) er et vektorrum over \mathbb{C}. Bemærk, at det er veldefineret, for hvis a\in\mathbb{C} og f:\mathbb{R}\rightarrow\mathbb{C} er uendeligt ofte differentiabel, så er a*f(x) også uendeligt ofte differentiabel og har en reel variabel.


Svar #6
25. juli 2018 af anonym000

Tak for svaret. Men det var ikke det jeg spørgte om :D

- - -

...............


Brugbart svar (0)

Svar #7
25. juli 2018 af peter lind

#2 Jeg kan skrive det kortere selvom jeg ikke er sikker p at det vil hjælpe dig. De komplekse løsninger kan skrives som en lnearkombination c1*er1*t +c2*er2*t  hvor c1, c2, r1 og r2 er komplekse tal. Da de komplekse funktioner kan skrives som en linearkombination af reelle funktioner kan du indsætte dem i stedet for. Da differentialligningen har en entydig løsning hvis man kender c1 og c2 får man samme løsning.

#3 Der menes blot at c1 og c2 er komplekse tal

#4 korrekt

Du kan selvfølgelig vende tibage hvis der er noget du ikke forstår gerne med beskrivelse af hvad der går galt


Svar #8
25. juli 2018 af anonym000

okay. Bare for at være helt sikker så var det sdiste del af dit svar i #1 til "Får vi det samme resultat hvis vi finder løsningen ved hjælp af den fuldstændige komplekse løsning som ved hjælp af den fuldstændige reelle løsning"

- - -

...............


Svar #9
25. juli 2018 af anonym000

O

Hvordan kan jeg vise at c1 og c2 er entyde for hvert sæt (t0,a0,b0) ?

- - -

...............


Brugbart svar (0)

Svar #10
25. juli 2018 af peter lind

Du skal have en oplysning mere for eks. at du kender f'(t0) Du får to lineære ligninger med to ubekendte, som du kan løse.


Brugbart svar (0)

Svar #11
25. juli 2018 af peter lind

Rettele til #10. Du skal ikke have en oplysning mere. Jeg tænkte på 2. ordens differentialligninger. Den sidste sætning er rigtig


Svar #12
25. juli 2018 af anonym000

Nå, okay. Det var også det gjorte.

- - -

...............


Skriv et svar til: Differentialligningssystem

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.