6 svar
62 visningar
tarkovsky123_2 är nöjd med hjälpen
tarkovsky123_2 145
Postad: 2 maj 2017 16:41

linjär differentialekvation av första ordning

Hej! Jag ska lösa en differentialekvation som ser ut som följande:

xy' +2y = sin(x)

Jag löser den mha den integrerande faktorn som i detta fall blir g(x) = 2x G(x) =2lnx eG(x) = elnx2 där x2>0 x  eG(x)=x2

Vilket till slut leder fram till att x2y = xsinxdx y(x) = CX2+ sinxx2- cosxx

Men min fundering här är att dem i facit endast har angett alla lösningar till DE på formen ovan. Jag vill dock påstå att det finns fler (singulära) lösningar om vi säger att DE: y(x) =0 VL = 0 och HL = sin(x)Lös nu sin(x) = 0 x = 2πk, och x=π + 2πk för något k  

Så därför borde även gälla att (alla) lösningar till DE ges av dels y(x) som sagt ovan men även om y(2πk) = 0, och y(π + 2πk) = 0 för k 

Stämmer detta resonemang? Tacksam för svar! Mvh

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 2 maj 2017 16:47

Hej!

Ditt villkor x2>0 x^2>0 är uppfyllt av alla reella tal x0 x \neq 0 . När x=0 x = 0 så säger differentialekvationen att y(0)=0. y(0)=0. Differentialekvationens lösningar är alltså alla funktioner y y som är sådana att

    Error converting from LaTeX to MathML

Albiki

tarkovsky123_2 145
Postad: 2 maj 2017 17:04

 Hej tack för svar, det verkar ha blivit något knas med ditt inlägg, kan inte se matematiken du skrivit efter ".. alla funktioner y sådana att:".

Men det jag menade med villkoret att x^2 > 0 var att beloppet av x är ju beroende av tecknet hos x, men eftersom vi kvadrerar beloppet är x2> 0 vilket innebär att jag kan använda den integrerande faktorn som eG(x)=x2

Men då borde väl min lösning vara korrekt med andra ord? Om y(x) = 0 för x = 2*pi*k (dvs då HL = 0 i DE) så löser det ju DE, VL=0=HL

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 2 maj 2017 17:22

Hej!

Om y(2πn)=0 y(2\pi n) = 0 (vilket jag inte ser varför så skulle vara fallet) så säger ekvationen att det måste gälla att derivatan  y'(2πn)=0 y'(2\pi n) = 0 , inget annat.

Eftersom 2πn0 2\pi n \neq 0 så vet du att

    y(2πn)=c+sin2πn(2πn)2+cos2πn2πn=c(2πn)2+12πn \displaystyle y(2\pi n) = \frac{c+\sin 2\pi n}{(2\pi n)^2} + \frac{\cos 2\pi n}{2\pi n} = \frac{c}{(2\pi n)^2} + \frac{1}{2\pi n}

och detta är lika med noll endast om konstanten c=-2πn c = -2\pi n .

Alltså, om c=-2πn c = -2\pi n så är y(2πn)=0 y(2\pi n) = 0 . Men gäller det även att derivatan y'(2πn)=0 y'(2\pi n) = 0 för detta val av c c ?

Albiki

tarkovsky123_2 145
Postad: 2 maj 2017 17:33 Redigerad: 2 maj 2017 17:41

Nej jag tror vi kanske missförstår varandra, jag menar alltså att

DE : xy' + 2y = sinxy(2πn) = 0 VL i DE : x * 0 + 2*0 =0sin(2πn) = 0 HL iDE: sin(2πn) = 0Alltså VL=0= HL

Vi har ju bestämt y(x) precis som du nämner. Det jag menar är att om nu y(2*pi*n) är lika med noll så löser även denna singulära lösning differentialekvationen eftersom sin(2*pi) = 0, så VL = HL

Jämför denna uppgift som exempel : DE: y' = xy y(x) = (13x23+ C)2 Men DE löses även om y(x) = 0 xDy

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 2 maj 2017 19:16
tarkovsky123_2 skrev :

Nej jag tror vi kanske missförstår varandra, jag menar alltså att

DE : xy' + 2y = sinxy(2πn) = 0 VL i DE : x * 0 + 2*0 =0sin(2πn) = 0 HL iDE: sin(2πn) = 0Alltså VL=0= HL

Vi har ju bestämt y(x) precis som du nämner. Det jag menar är att om nu y(2*pi*n) är lika med noll så löser även denna singulära lösning differentialekvationen eftersom sin(2*pi) = 0, så VL = HL

Jämför denna uppgift som exempel : DE: y' = xy y(x) = (13x23+ C)2 Men DE löses även om y(x) = 0 xDy

Hej!

Om jag förstår dig rätt så säger du att om y y är en godtycklig deriverbar funktion (definierad för alla reella tal) sådan att y(2πn)=0 y(2\pi n) = 0 så gäller det att

    (VL)(2πn)=(HL)(2πn). (VL)(2\pi n) = (HL)(2\pi n).

Men vad har du att säga om funktionens y(x) y(x) värden för mellanliggande x-värden? Kan funktionen se ut hur som helst? 

Beräkningarna visar att för alla x x (utom 0) så ges funktionens värden y(x) y(x) av det framräknade uttrycket. Detta gäller även för dina värden 2πn 2\pi n (utom n=0, vilket jag behandlade separat). 

Albiki

tarkovsky123_2 145
Postad: 4 maj 2017 14:21

Tack för svar! Jag tänkte fel. Mvh

Svara Avbryt
Close