Osaako joku sanoa miten seuraava probleema ratkaistaa analyytisesti ja algebrallisesti...
x''-4x=3t
x(0)=x'(0)=0
alkuarvoprobleema
5
966
Vastaukset
- 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
- 1482483
- 1761704
- 921588
- 691543
- 80924
Kesä, kesä!
Veikkaan, ettet juuri nyt ikävöi minua, ehket enää koskaan? Näkemättömyys on laimentanut tunteet, ja katselet iloisena k6915- 68861
- 59835
- 61798
Miksi sanotaan että Suomella on suuri armeija, tykistö jne.
Asioita tarkemmin seuranneet tietävät että tuolla Ukrainassa palaa kuukaudessa sen verran mitä Suomella on kokonaisuudes160773