Generell differensialligning

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk for videregående skole og oppover på høyskolenivå. Alle som føler trangen er velkommen til å svare.

Moderators: Aleks855, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa, DennisChristensen, Emilga

Post Reply
mstud
Grothendieck
Grothendieck
Posts: 825
Joined: 14/02-2011 15:08
Location: Matteboken (adresse kun gyldig i semesteret) :)

Holder på med en av disse utfordringsoppgavene i R2-boken min igjen, oppgaven er:

La a, m og n være konstanter. Løs differensialligningen[tex] y^{\prime}-my=a*e^{nx} \ for \ m\neq n[/tex] . Finn deretter svaret når m=n

Integrerende faktor er:
[tex]e^{-\int m dx} \ =e^{-mx}[/tex]

Så ganger jeg med integrerende faktor på begge sider og får:
[tex] y^{\prime}*e^{-mx} -my*e^{-mx}=a*e^{nx}*e^{-mx}=a*e^{(n-m)x}[/tex]

Trekker sammen:
[tex](y*e^{-mx})^\prime=a*e^{(n-m)x}[/tex].

Integrerer begge sider, og siden a er en konstant kan den settes utenfor:
[tex]y*e^{-mx}=\int a*e^{(n-m)x}=a\int e^{(n-m)x}[/tex]

Dette integralet gir:
[tex]y*e^{-mx}=\a*\frac 1{n-m} e^{(n-m)x}+C=\frac a{n-m} e^{(n-m)x} + C[/tex]

Så deler jeg begge sider med integrerende faktor [tex][tex][/tex]e^{-mx}, og får:
[tex]\frac {a}{n-m} e^{nx}+c*e^{mx}[/tex]

Dette stemmer med fasit, så da antar jeg det er riktig :)

SÅ skal jeg finne hva svaret blir når n=m, må jeg da begynne nesten helt på nytt og sette n-m =0 første gangen det inntreffer (der hvor jeg har ganget med integrerende faktor, som blir den samme i dette tilfellet også)? For hvis jeg satte det inn i det uttrykket jeg nettopp fikk ut får jeg jo a delt på null og det blir bare tull 8-)

Eller er det noen andre snarveier er som jeg ikke har sett?
Det er bedre å stille et spørsmål og ikke få et svar, enn å ikke stille et spørsmål og ikke få et svar.

Det aller beste er enten:
å stille et spørsmål og få et svar
eller
å ikke stille et spørsmål og få et svar.
Vektormannen
Euler
Euler
Posts: 5889
Joined: 26/09-2007 19:35
Location: Trondheim
Contact:

Det ser riktig ut :)

Ja, du må behandle tilfellet m = n for seg.

Det skjer ikke noe ulovlig før du begynner å integrere. Da får du som du sier a / 0, som ikke går. Men du kan ta utgangspunkt i linja

[tex](ye^{-mx})^\prime = ae^{(n-m)x}[/tex]

og så bruke at du nå antar at n = m. Hva får du da?
Elektronikk @ NTNU | nesizer
mstud
Grothendieck
Grothendieck
Posts: 825
Joined: 14/02-2011 15:08
Location: Matteboken (adresse kun gyldig i semesteret) :)

Vektormannen wrote:Det ser riktig ut :)

Ja, du må behandle tilfellet m = n for seg.

Det skjer ikke noe ulovlig før du begynner å integrere. Da får du som du sier a / 0, som ikke går. Men du kan ta utgangspunkt i linja

[tex](ye^{-mx})^\prime = ae^{(n-m)x}[/tex]

og så bruke at du nå antar at n = m. Hva får du da?
Da får jeg:

[tex](ye^{-mx})^\prime = ae^{0*x}= ae^0[/tex] Det vil si
[tex](ye^{-mx})^\prime =a[/tex]

Og nå kan jeg integrere begge sider og får:
[tex]ye^{-mx}=\int a \ dx=ax+C[/tex]

Deler begge sider på integrerende faktor [tex]e^{-mx}[/tex], og får:
[tex]y=ax*e^{mx}+C*e^{mx}[/tex] Og det er fasitsvaret, var det ikke verre enn det :shock: ? ...
Det er bedre å stille et spørsmål og ikke få et svar, enn å ikke stille et spørsmål og ikke få et svar.

Det aller beste er enten:
å stille et spørsmål og få et svar
eller
å ikke stille et spørsmål og få et svar.
Vektormannen
Euler
Euler
Posts: 5889
Joined: 26/09-2007 19:35
Location: Trondheim
Contact:

Det er ikke verre enn nei! :)

Det denne oppgaven viser er at hvis du f.eks. skal bevise noe, eller utlede et eller annet uttrykk/formel, må du være forsiktig. Spesialtilfeller må behandles for seg selv. Denne differensialligningen har jo løsninger selv om n = m, men de får du ikke ved å bare gå "rett på sak" og gjøre slik du gjorde øverst der du antar at n er forskjellig fra m.
Elektronikk @ NTNU | nesizer
Post Reply