alkuarvoprobleema

mahoton

Osaako joku sanoa miten seuraava probleema ratkaistaa analyytisesti ja algebrallisesti...

x''-4x=3t
x(0)=x'(0)=0

5

975

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • eiii

      Eikö tuo mene ihan perinteisin methodein?
      Siis karakteristisella yhtälöllä yksi ratkaisu; yritteen avulla toinen ratkaisu; summataan net; sijoitetaan alkuehdot voimaan ja siinä se... voipi olla ettei mee..

      • Aivan normaali menettely: karakteristinen yhtälö, sen juuret, homogeenisen osan ratkaisu, sitten yksittäisratkaisu ja lopuksi vakioiden määritys alkuehdoista. Ja siinä se on.


    • huuko

      Puolittaine derivoimalla:

      x'''-4x'=3 , x''(0) = 0

      Merkitään z = x'. Silloin

      z'' - 4z = 3 , z'(0) = z(0) = 0

      Ratkaise z tavanomaisella menetelmällä.
      Sitten laske z:n integraali välille (0,t). Se olkoon f(t). Se on myös x':n integraali eli
      x(t) - x(0). Siten x(t) = x(0) f(t)
      on x(

    • Strawman

      "Osaako joku sanoa miten seuraava probleema ratkaistaa analyytisesti ja algebrallisesti..."

      Analyyttisesti menee helposti. Algebrasta en osaa oikein sanoa mitään; minulle algebrallisuuden ja analyyttisyyden rajakin on vähän hämärän peitossa. Joka tapauksessa alla esittämäni tapa on kyllä puhtaan analyyttinen, mutta olisiko yritteellä saatu ratkaisu sitten algebrallinen? Siinähän ei tarvitse sinänsä turvautua mihinkään analyysin tuloksiin, vai? Vai voikohan ko. tehtävää yleensäkään edes ratkaista algebrallisesti.


      > x'' - 4x = 3t
      > x(0) = x'(0) = 0

      Olettaen että halutaan siis ratkaista funktio x(t), saadaan Laplace-muunnoksella ja osamurtokehitelmällä:

      s^2*X(s) - s*x(0) - x'(0) - 4X(s) = 3/(s^2)
      s^2*X(s) - 4X(s) = 3/(s^2)
      X(s)*(s^2 - 4) = 3/(s^2)
      X(s) = 3/((s^2)(s^2 - 4))
      = -3/(4s^2) 3/(16(s-2)) - 3/(16(s 2))
      = -(3/4)/s^2 (3/16)( 1/(s-2) - 1/(s 2) )

      Ja ottamalla tämän käänteismuunnos saadaan
      x(t) = -(3/4)t (3/16)( e^(-2t) - e^(2t) )

      Tämä probleema olisi varmaan ratkennut yhtä helposti suoraan yritteelläkin, mutta Laplace-muunnos tuntuu elegantimmalta, enkä kyllä olisi edes muistanut sopivaa yritettä ulkoa.

    • BTK

      En saa nauruani loppumaan :)

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Suomen markka otettiin käyttöön vuonna 1860

      Suomi käytti vuoteen 1840 asti rahayksikkönään rinnakkain Ruotsin riikintaalareita ja Venäjän ruplaa. Tämän jälkeen oli
      Maailman menoa
      47
      9735
    2. Kaivatullesi viesti ensi vuoteen?

      Kerro meneekö naiselle vai miehelle ja vähintään yksi tunniste, esim. kirjain.
      Ikävä
      105
      5186
    3. "Mä elän vieläkin"

      Ikurin turbiini vetäisi taannoin lainabiisin Topin (RIP också) ja kumppaneiden kanssa. Toivottavasti on yläkerrassa kunn
      Tampere
      59
      4357
    4. Pate Mustajärvi on kuollut

      Ihan pari tuntia sitten. Että sellaista. https://www.is.fi/viihde/art-2000011715177.html
      Maailman menoa
      138
      2927
    5. Yksityinen sektori aiheuttanut Suomen taantuman

      Investointien sijasta nostaneet voitot osinkoina omistajille. Ehdotan korjausliikkeenä yksityisen sektorin sosialisoimi
      Maailman menoa
      142
      2709
    6. Nyt Yle otti silmätikukseen sisäministeri Rantasen

      Aivan erinomaista työtä tehnyt sisäministeri Mari Rantanen on saanut paljon aikaiseksi. Maahanmuuttoon ja maahanmuuttaji
      Maailman menoa
      179
      2558
    7. Miten ikinä kelpaisin sulle

      Sinä saat niiltä muilta naisilta paljon enemmän, mitä minulta... Tai mihin minä olisin valmis. Enkä edes olisi niin tait
      Ikävä
      28
      1952
    8. Milloin näit kaivattusi edellisen kerran?

      Olitteko juttusilla vai sivusta vain? Miten reagoit?
      Ikävä
      20
      1687
    9. Edes vitamiinit eivät taanneet loputonta elämää

      Nimittäin niistä rahaa itselleen taikonut tohtori siirtyi tuonpuoleiseen.
      Maailman menoa
      37
      1559
    10. Liikaa vauhtia

      Nuorukainen 17v. on ajanut 114 km/h 60 km:n alueella Nesteen kohdalla ja onneksi poliisi oli paikalla ja hurjastelu lopp
      Suomussalmi
      21
      1057
    Aihe