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!

Az alábbi másodrendű differenciál egyenletet,hogyan oldanátok meg és miért?

375
2yy'−y''= 0
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
2
Felsőoktatás / Matematika

Válaszok

2
Igazából ha
y'=0 (tehát konstans függvény)
Akkor pont igazzá teszi az egyenletet..
0

Ez egy hiányos másodrendű nem lineáris differenciálegyenlet.
Hiányzik az x belőle.

Szóval valahogy úgy érdemes elkezdeni, hogy az y' = p helyettesítést alkalmazzuk, így elsőrendűre vissza tudjuk vezetni, ami reményeink szerint szeparábilis lesz.

dy/dx = p(y), tehát lényegében az új diffegyenletünk `y`-tól fog függeni, nem `x`-től.
Vegyük észre, hogy az `y'' = (d(dy/dx)) / dx = (d p(y) )/dx`, ami egy összetett függvény deriválása, ami meg: `(dp(y)) /dy * dy/ dx = p'(y) * p(y)`, ahol a `p'(y)` már az `y` szerinti derivált.
Így ez adódik, ahol az `y` a független változó, `p(y)` a függvény!
`2yp - p'p = 0`
Látható, hogy `p = 0` megoldás, ekkor a `dy /dx = 0 => y` = konstans megoldás. (Persze ez az eredetiből is látszott)
Ha `p≠0`, akkor meg:
`2y- p' = 0` mert p-vel leoszthatunk.
`p' = 2y`

`p = dy / dx = y^2 +C_1 = y'` szeparábilis adódik
Ami meg:
`dy / (y^2 + C_1) = dx`
Itt észrevesszük, hogy az `1/(y^2 + C_1)` az az arctg deriváltjára hasonlít.
Az meg `"arctg"'(x) = 1/(1+x^2)`, hogy hasonló alakra hozzuk, a nevezőt átalakítjuk
`y^2 + C_1` ; `C_1`-t kiemelünk a nevezőből
`C_1*(y^2/C_1 + 1)` bevisszük a négyzet alá a `1/C_1`-t
`C_1 * ((y/sqrt(C_1))^2 +1)` lesz a nevező
A tört pedig `1 / (C_1*((y/sqrt(C_1))^2 +1))`
Ennek az integrálja pedig
`1/C_1*("arctg"(y/sqrt(C_1)))/ (1/sqrt(C_1)) + C_2 = x`
Látható, hogy `C_1/sqrt(C_1) =sqrt(C_1)`
viszont nekünk az `y` kell
tehát
`"tg"( (x-C_2)*sqrt(C_1)) = y/sqrt(C_1)`
Tehát
`y = sqrt(C_1) * "tg"( (x-C_2)*sqrt(C_1) )`
Ahol `C_1,C_2` konstansok.

:) Remélem jó, és értető.

Módosítva: 5 éve
0