Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Másod és elsőfokú differenciál egyenletek?

452
Sziasztok! Az alábbi 3 differenciál egyenletet megtudná nekem valaki oldani?

1. y'=(2x+y²)-2 ---> ellenőrzéssel

2. xy"-y'=x² ha y'(1)=1/2 és y(0)=1

3. y"+2y=2y'+x
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
differencál, egyenlet
0
Felsőoktatás / Matematika

Válaszok

5
1. Huhh, biztos, hogy ez az? A wolfram durvát mond rá:
https://www.wolframalpha.com/input/?i=y%27%3D(2x%2By%C2%B2)-2
0

Bocsánat, tényleg elírtam. A négyzet jel a zárójelen kívül van:

y'=(2x+y)²-2

Köszönöm a figyelem felhívást és a további válaszokat!
0

1) `y'=(2x+y)^2-2`
Legyen `u = 2x+y`
`u' = 2+y'` → `y'=u'-2`
Vagyis ez lett a diffegyenlet:
`u'-2 = u^2-2`
`u' = u^2`
`int 1/u^2 du = int dx`
`-1/u = x + c`
`-1/(2x+y) = x+c`
`-1/(x+c) = 2x+y`
`y = -1/(x+c) - 2x`

Az ellenőrzést rád bízom.
Módosítva: 7 éve
0

2) `xy' '-y'=x^2`
A homogén diffegyenlet ez lenne:
`xy' '-y'=0`
`y' '=(y')/x`
Legyen `u=y'`, ami azt is jelenti, hogy `u' = y' '` (és majd `y=int u dx + c`)
Az egyenletünk most:
`u' = u/x`
Ami sima eset: `u = c·x`, de kicsit hosszabban is kijön (szétválasztva):
`int 1/u du = int 1/x dx`
`ln u = ln x + c`
`u = c_1·x`
Vissza y-ra:
`y=int u dx + c`
`y=int c_1 x dx + c`
Vagyis a homogén egyenlet általános megoldása:
`y_h = c_2 x^2 + c`

És most az inhomogén: Az inhomogén rész az `x^2`, de maga a homogén egyenlet megoldásában is van `x^2`, ezért legyen a próbafüggvény `y_p=A*x^3`.
A deriváltjai:
`y_p' = 3A*x^2`
`y_p' ' = 6A*x`
Helyettesítsük be az eredeti egyenletbe:
`xy_p' '-y_p'=x^2`
`x*6Ax-3Ax^2=x^2`
`3Ax^2=x^2`
`A = 1/3`
Vagyis az egyenlet egy partikuláris megoldása ez: `y_p = x^3/3`

Az általános megoldás pedig:
`y = y_h+y_p = c_2 x^2 + c + x^3/3`

Még a peremfeltételek kellenek: `y'(1)=1/2` és `y(0)=1`
Ezt már rád bízom...
Módosítva: 7 éve
0

Hmm, lehet, hogy lesznek lentebb hibák, mert a '' kettős deriválás jelét az ehazi hajlamos kidobni... szóval ha valahol nincs ott ilyen, de szerinted kell legyen, akkor neked lehet igazad :)

3) `y''+2y=2y'+x`
Homogénné tesszük először:
`y''-2y'+2y= 0`
Ez `e^(λx)` jellegű lesz. A karakterisztikus egyenlet ez:
`λ^2 - 2λ + 2 = 0`
aminek a gyökei `λ_12 = 1 +- i`
Mivel `e^((1+-i)x)=e^x cos x +- i e^x sin x`, a valós és a képzetes rész is jó megoldás, meg persze ezek lineáris kombinációja. Így a homogén általános megoldás ez:
`y_h = c_1 e^x cos x + c_2 e^x sin x`

Az inhomogén rész az `x`, amihez `y_p=A*x+B` a próbafüggvény:
`y_p' = A`
`y_p'' = 0`
Behelyettesítve:
`y_p''+2y_p=2y_p'+x`
`2Ax+2B = 2A+x`
`(2A-1)x+2(B-A) = 0`
Ami azt jelenti, hogy az x-es és konstans tag is 0: `2A=1` és `B=A`, tehát `A=B=1/2`.
Így a partikuláris megoldás:
`y_p = x/2+1/2`

Az inhomogén általános megoldás:
`y = y_h + y_p = c_1 e^x cos x + c_2 e^x sin x + x/2+1/2`
Módosítva: 7 éve
0