Diff.likning

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
GjestTerje94

Hei!

Jeg har en diff.likning som jeg ikke klarer å løse, selv om den sikkert er veldig enkel..

Oppgaven er slik:
Vis at likningen y´´ + 4y = e^-t bare har en løsning på formen Ke^-t.

Når jeg løser denne får jeg ikke noe svar, dvs. at jeg til slutt ender opp med at jeg må ta kvadratroten av et negativt tall.
Jeg bruker en metode der man sier at Y = Yh + Yp

1)Når jeg først skal finne Yh, antar jeg at y = e^kx er en løsn. Da ender jeg opp med k^2=-4, og da får jeg ingen homogen løsning.

2) Yp: Yp = ke^-t. Da er yp`=-tke^-t og andrederivert yp´´= t^2ke^-t.
Setter dette inn i den opprinnelige ligningen: y´´ + 4y = e^-t

Da ender jeg opp med t^2 *k +4k - 1 = 0 (her er ikke k opphøyd)
Jeg kan vel ikke bruke 2.gradsformel her? Jeg satte det iallefall opp slik: k(t^2 + 4) -1 = 0
Nå ser jeg faktisk at den eneste løsningen er K = 1, stemmer dette? Siden t^2 + 4 = 1 ikke kan løses da t^2=-3
Mulig at det meste jeg har gjort er feil også da, så håper noen kan se over det og kommentere hva som er rett/galt :)
Brotof
Pytagoras
Pytagoras
Innlegg: 13
Registrert: 30/09-2013 12:29

Det finnes en homogen løsning, men det er ikke eksponentialfunksjonen. Tenk at den homogene løsningen skal tilfredstille
[tex]y'' + 4y = 0[/tex].

Det er naturlig å tenke at [tex]y[/tex] har en eller annen form som "gjentar" seg selv når du deriverer i og med at funksjonen multiplisert med en konstant + funksjonens dobbelderivert skal bli 0. Hvilke andre funksjoner enn eksponential-funksjonen har et mønster som gjentar seg selv når du deriverer?

Videre er derivasjonen din gal.
[tex](ke^{-t})' = -ke^{-t}[/tex]
[tex](ke^{-t})'' = (-ke^{-t})' = ke^{-t}[/tex]

Men følger det med noen initialbetingelser som du har utelatt?
Svar