zadanie
nadzieja: Rozwiaz równanie rózniczkowe
a) y' = 2x + 3y + 1
czy moglby ktos pokazac jak to sie robi? Bo nie rozumiem informacji z wykladu, moze dlatego ze
juz dzisiaj duzo robilam a musze to szybko ogarnac
8 cze 20:23
jc:
u = 2x+3y+1
u' = 2 + 3y' = 2 + 3 (2x+3y +1) = 3u + 2
i masz do rozwiązania równanie
u' = 3u + 2
8 cze 20:47
nadzieja: a jak rozwiazac to rownanie? Bo 1 czesc rozumiem
8 cze 20:56
jc: Mamy proste rozwiązanie stałe: u=−2/3
Do tego możesz dodać dowolne rozwiązanie równania: v' = 3v, czyli v=Ce3x.
Masz więc: u=−2/3 + Ce3x.
8 cze 22:04
nadzieja: a czemu −2/3? Bo ja nie rozumiem na czym to polega wszystko
8 cze 22:07
jc: bo (−2/3)' =0 i 3*(−2/3) + 2=0
8 cze 22:15
Mariusz:
y' = 2x + 3y + 1
Masz dwie możliwości
Podstawić u = 2x+3y+1
tak jak to proponuje jc i otrzymać równanie o rozdzielonych zmiennych
albo potraktować to równanie jako liniowe i rozwiązać je np uzmienniając stałą
y' = 2x + 3y + 1
y' − 3y = 2x + 1
Równanie jest postaci y' + p(x)y = q(x)
jest zatem liniowe pierwszego rzędu
Rozwiązujemy najpierw równanie jednorodne
y' − 3y = 0
Zauważmy że w tym równaniu możemy rozdzielić zmienne
y' − 3y = 0
y' = 3y
ln|y| = 3x+C
1
|y| = C
2e
3x
y = ±C
2e
3x
y = C
3e
3x
Znaleźliśmy całkę ogólną równania jednorodnego
aby znaleźć całkę szczególną równania niejednorodnego
uzmienniamy stałą
y(x) = C(x)e
3x
Wstawmy tę postać rozwiązania do równania niejednorodnego
y' − 3y = 2x + 1
C'(x)e
3x+3C(x)e
3x − 3C(x)e
3x = 2x + 1
C'(x)e
3x = 2x + 1
C'(x) = (2x + 1)e
−3x
Scałkujmy obustronnie powyższe równanie
Aby policzyć całkę po prawej stronie równania zastosujmy całkowanie przez części
| 1 | | 2 | |
∫(2x + 1)e−3xdx = − |
| (2x+1)e−3x + |
| ∫e−3xdx |
| 3 | | 3 | |
| 1 | | 2 | |
∫(2x + 1)e−3xdx = − |
| (2x+1)e−3x − |
| e−3x |
| 3 | | 9 | |
| 1 | |
∫(2x + 1)e−3xdx = − |
| (6x+5)e−3x |
| 9 | |
Zatem całką szczególną równania niejednorodnego jest
| 1 | |
ys(x) = − |
| (6x+5)e−3x*e3x |
| 9 | |
Całka ogólna równania niejednorodnego będzie sumą całki ogólnej równania jednorodnego
i całki szczególnej równania niejednorodnego
9 cze 21:11