Differentiaaliyhtälön ratkaisusta

Mitenköhän ratkaistaan ja mitä pitäis tulla tulokseksi?

Ratkaise differentiaaliyhtälö: y0 = y/x x/(2y)
Vihje: kyseess¨a on ep¨alineaarinen yht¨al¨o, joille ei ole yleist¨a ratkaisukeinoa.
Usein niiss¨a p¨a¨ast¨a¨an kuitenkin eteenp¨ain sopivalla sijoituksella: vaihdetaan y
uudeksi funktioksi z = f(x, y) ja ratkaisemalla z. Yrit¨a t¨ass¨a sijoitusta z =
y/x. Huomaa ett¨a lopuksi t¨aytyy sijoittaa takaisin y.
8111
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 8

Vanhimmat

Tulokseksi on tullut yleinen sekavuustila. Mitähän on otettu?

Äänestä

Teet sen sijoituksen ja sen jälkeen separoit. Olettaen, että y0 pitäisi olla y', tulee kai jotain tyyliin y(x) = x (ln x C)^(1/2), jossa C on vakio.

Äänestä

Se sijoitus on paremminkin y=xz, jolloin y'=z z'x, ja sijoittamalla nuo:

z z'x=z (1/(2z)), eli dz/dx*x=1/(2z)=>2z*dz=dx/x. Integroimalla tulee: z^2=lnx C,
joten z= -sqrt(lnx C).
y= -x*sqrt(lnx C)

( Tässä tiedettiin tuo sijoitus, mutta jos ei olisi tiedetty, olisin tehnyt näin:

y=uv, ja y'=u'v v'u. Sijoittamalla: u'v v'u=uv/x (x/(2uv))

v'u-(uv/x) u'v-(x/(2uv))=0

u(v'-(v/x)) u'v-(x/(2uv))=0. Tuo toteutuu jos v'-(v/x)=0, ja u'v-(x/(2uv))=0

Ensimmäisestä tulee: dv/dx=v/x=>v=x (mikä tässä annettiin). Se kun sijoitetaan jälkimmäiseen:

u'x-(1/(2u))=0=>du/dx*x=1/(2u)=>2u*du=dx/x, ja integroimalla: u^2=lnx C, joten

u= -sqrt(lnx C) ja y=uv= -x*sqrt(lnx C) )

Äänestä
  • Mathematica antaa vastaukseksi y[x] -> E^(x^2/4) x C[1]. Itse laskemalla sain saman sqrt-hässäkän kuin edellinenkin. Mikähän on oikein?

    Äänestä

  • mapuroks kirjoitti:

    Mathematica antaa vastaukseksi y[x] -> E^(x^2/4) x C[1]. Itse laskemalla sain saman sqrt-hässäkän kuin edellinenkin. Mikähän on oikein?

    komento takaisin. kyllä 06.20 jätetty vastaus on oikein

    Äänestä

  • Pitäisiköhän tuossa olla vielä itseisarvomerkit mukana...
    y = ± x√( ln IxI C )

    Äänestä

  • Pohdiskelija. kirjoitti:

    Pitäisiköhän tuossa olla vielä itseisarvomerkit mukana...
    y = ± x√( ln IxI C )

    Minä tuon tänne tasan vuosi sitten kirjoitin, ja tulihan siihen kommenttejakin ennen 1-vuotispäivää, mutta asiaan.
    Minä jätän aina nuo itsisarvomerkit pois, ja jätän ne lukijan matemaattisen yleissivistyksen varaan, eli on ne siinä, vaikkei ole merkitty.
    Toinen asia on sitten se, että ovatko ne negatiivisilla x:n arvoilla saadut y:n arvot oikeita, siis tehtävän kannalta. Nollallahan (x=0) tehtävää ei ole edes määriteltykään, joten se nyt ainakin on jätettävä määrittelyjoukosta pois, saattaa olla, että myöskin x:n negatiiviset arvot, Bernoulli -nimi ainakin antaisi aiheen niin olettaa...

    Äänestä

  • ???? kirjoitti:

    Minä tuon tänne tasan vuosi sitten kirjoitin, ja tulihan siihen kommenttejakin ennen 1-vuotispäivää, mutta asiaan.
    Minä jätän aina nuo itsisarvomerkit pois, ja jätän ne lukijan matemaattisen yleissivistyksen varaan, eli on ne siinä, vaikkei ole merkitty.
    Toinen asia on sitten se, että ovatko ne negatiivisilla x:n arvoilla saadut y:n arvot oikeita, siis tehtävän kannalta. Nollallahan (x=0) tehtävää ei ole edes määriteltykään, joten se nyt ainakin on jätettävä määrittelyjoukosta pois, saattaa olla, että myöskin x:n negatiiviset arvot, Bernoulli -nimi ainakin antaisi aiheen niin olettaa...

    "Minä jätän aina nuo itsisarvomerkit pois, ja jätän ne lukijan matemaattisen yleissivistyksen varaan, eli on ne siinä, vaikkei ole merkitty"

    Ok. En halunnut millään muotoa ilkeyttäni ottaa tuota asiaa esille. Näkemissäni esimerkeissä itseisarvomerkit vain on taidettu aina laittaa mukaan tuollaisissa tehtävissä.

    Äänestä

Kommentoi aloitusta


KKKKKK111 kirjoitti:

Mitenköhän ratkaistaan ja mitä pitäis tulla tulokseksi?

Ratkaise differentiaaliyhtälö: y0 = y/x x/(2y)
Vihje: kyseess¨a on ep¨alineaarinen yht¨al¨o, joille ei ole yleist¨a ratkaisukeinoa.
Usein niiss¨a p¨a¨ast¨a¨an kuitenkin eteenp¨ain sopivalla sijoituksella: vaihdetaan y
uudeksi funktioksi z = f(x, y) ja ratkaisemalla z. Yrit¨a t¨ass¨a sijoitusta z =
y/x. Huomaa ett¨a lopuksi t¨aytyy sijoittaa takaisin y.

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu