Matematik

Genrel løsning via gættemetoden

07. september 2018 af Esterificering (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Følgende ligning er givet:

\frac{d^3x}{dt^3}+(\alpha+\beta)\frac{d^2x}{dt^2}+(1+\alpha \beta)\frac{dx}{dt}=u(t)

Det vides, at:

 u(t)=sin(2t)

Jeg skal herved vise, at den generelle reelle løsning er givet på formen:

x(t)=c_1+c_2e^{at}cos(\omega t)+c_3e^{at}sin(\omega t)+A cos(2t)+Bsin(2t)

Bestem de reelle parametre:

a, \omega, A og B

Jeg har brug for hjælp til at komme igang med denne opgave


Brugbart svar (0)

Svar #1
07. september 2018 af peter lind

Du skal sætte Acos(2t) + Bsin(2t) ind i ligningen. Det giver enttydig ligninger til bestemmele af A og B

Dernæst kan du sætte henholdsvis  eatcos(ωt), og eatcos(ωt) ind i ligningen for at finde a og ω


Svar #2
07. september 2018 af Esterificering (Slettet)

Jeg forstår ikke rigtigt. 

Hvor bliver mit alpha og beta af? 

Og skal jeg ikke benytte mig af sammenhængen: x = xhom + x0 ? 

Altså hvor jeg sætter mit udtryk lig nul, og bestemmer det karakteristiske polynomium (her får jeg lambda til -1/2 med multiplicitet 2) altså er: xhom = c1*exp(-1/2t)+c2*t*exp(-1/2t)

og x0 = A*sin(2t)+B*cos(2t) ?

Eller har jeg misforstået noget. Jeg kan ikke rigtig se anledningen til at substituere ovenstående udtryk ind nogen steder. 


Brugbart svar (0)

Svar #3
07. september 2018 af peter lind

Din løsing af den karakteristiske ligning er ikke rigtig, Den karakteristiske ligning er

x3 + (α+β)x2+(1+α*β)x = x(x2 + (α+β)x+1+α*β) = 0

A og B kommer sandelig også til at indeholde α og β


Brugbart svar (0)

Svar #4
08. september 2018 af miani (Slettet)

Jeg er heller ikke helt med.

Når jeg prøver at bestemme A så får jeg en kæmpe brøk udtrykt med alfa og beta, samme gælder B.

Derudover forstår jeg ikke helt hvad jeg skal gøre med de fundne rødder fra karakterligningen.


Brugbart svar (0)

Svar #5
08. september 2018 af peter lind

Hvad har du fået da du har udregnet A og B ? . Det bliver ganske vist en brøk, men da ikke en kæmpebrøk.

deskriminanten er (α+β)2-4-4αβ = (α-β)2-4, hvilket er negativt

Hvis du ikke kan finde ud af at bruge løsningen af den karakteristske ligning kan du bare bruge samme metode som da du fandt A og B. Din overskrift tyder på at det er det der forventes


Brugbart svar (0)

Svar #6
08. september 2018 af peter lind

Tilføjelse til #5. der skulle have stået hvilket er negativt for (α-β)2 < 4


Brugbart svar (0)

Svar #7
12. september 2018 af miani (Slettet)

Jeg får A og B til disse to brøker, vedhæftet fil, ser det fornuftigt ud? Er A og B, beskrevet med α og β så bare svaret?

Hvordan kommer du fra (α+β)2-4-4αβ til (α-β)2-4 ?

Hvis diskriminanten er negativt må roden vel være kompleks? Hvordan finder jeg frem til roden?


Skriv et svar til: Genrel løsning via gættemetoden

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.