Differentiaaliyhtälö

Miten ratkaisen seuraavanlaisen yhtälön:

y'(x) k*y(x) = δ(x)

Missä δ(x):llä on ominaisuudet
δ(x) = 0 , x ≠ 0
δ(x) = ∞ , x = 0
∫δ(x)dx = 1 (integroimisalue -∞ ... ∞)

Tämä ei ole mikään koulutehtävä.
5444
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 5

Vanhimmat

=> SF(s) f`(0) kF(s) f(0)=1

=>F(s)= (1 c1 c2)/(s k)

f(x)= C*e^(-kx)

Meniköhän oikein. Mutta anyway Laplace pitäis
toimia tässä tapauksessa, kun tuolla on oikealla
puolella tuo distribuutio.

Äänestä
  • Eli ratkaisu on sama kuin homogeenisen yhtälön ratkaisu? Noh, niinhän sen varmaan pitääkin olla kun δ(x) = 0 kaikkialla muuaalla kuin kohdassa x = 0.

    Mutta kun sijoittaa y(x)= C*e^(-kx) ja laskee arvon pisteessä x = 0

    -k*C*e^(-kx) k*C*e^(-kx) = δ(x)
    -k*C k*C = δ(0)

    eli δ(0) = 0, mikä on epätosi. (piti olla δ(0) = ∞)

    ???????

    En oikein käsittänyt tuota Laplace-muunnosta...

    Äänestä

  • unohtanut kirjoitti:

    Eli ratkaisu on sama kuin homogeenisen yhtälön ratkaisu? Noh, niinhän sen varmaan pitääkin olla kun δ(x) = 0 kaikkialla muuaalla kuin kohdassa x = 0.

    Mutta kun sijoittaa y(x)= C*e^(-kx) ja laskee arvon pisteessä x = 0

    -k*C*e^(-kx) k*C*e^(-kx) = δ(x)
    -k*C k*C = δ(0)

    eli δ(0) = 0, mikä on epätosi. (piti olla δ(0) = ∞)

    ???????

    En oikein käsittänyt tuota Laplace-muunnosta...

    Pitäisiköhän käänteismuunnoksen olla muotoa

    y(x) = C u(x) exp(-kx)

    jossa u(x) on askelfunktio?

    Äänestä

  • Kaivoin matematiikan kirjani esille ja luin kiltisti kohdan Laplace -muunnoksesta.

    eli
    y'(x) k*y(x) = δ(x)

    -> -y(0) s*L[y(x)] k*L[y(x)] = L[δ(x)] = 1

    -> L[y(x)] = (1 y(0))/(s k)

    Taulukon mukaan laplace muunnosta 1/(s-a) vastaa funktio y(x) = e^(a*x) eli nyt a = -k

    ja saadaan

    y(x) = (1 y(0))*e^(-k*x)

    Mikä todellakin on muotoa

    y(x)= C*e^(-kx) kuten nimimerkki "menee" kirjoitti
    (missä C = 1 y(0) )

    Ja todellakin vaikuttaa että yhtälöä ei voi tarkistaa alkeistyyliin, sillä yhtälö ei vain toteudu. Johtuu varmaan siitä että δ(x) ei ole mikään alkeisfunktio.

    Niin ja siis L[δ(x)] = int(e^(sx)*δ(x),x=0..∞) = 1

    sillä δ(x):n ominaisuuksien nojalla
    int(g(x)*δ(x), x=-∞..∞) = g(0) (nyt g(0) = 1)

    ja koska δ(x) = 0 välillä [-∞,0[ niin intergointialue voidaan muutta x=-∞..∞ -> x = 0..∞
    Mitään kiellettyä ei siis ole tehty.

    Eikös näin ole??

    Äänestä

  • unohtanut kirjoitti:

    Kaivoin matematiikan kirjani esille ja luin kiltisti kohdan Laplace -muunnoksesta.

    eli
    y'(x) k*y(x) = δ(x)

    -> -y(0) s*L[y(x)] k*L[y(x)] = L[δ(x)] = 1

    -> L[y(x)] = (1 y(0))/(s k)

    Taulukon mukaan laplace muunnosta 1/(s-a) vastaa funktio y(x) = e^(a*x) eli nyt a = -k

    ja saadaan

    y(x) = (1 y(0))*e^(-k*x)

    Mikä todellakin on muotoa

    y(x)= C*e^(-kx) kuten nimimerkki "menee" kirjoitti
    (missä C = 1 y(0) )

    Ja todellakin vaikuttaa että yhtälöä ei voi tarkistaa alkeistyyliin, sillä yhtälö ei vain toteudu. Johtuu varmaan siitä että δ(x) ei ole mikään alkeisfunktio.

    Niin ja siis L[δ(x)] = int(e^(sx)*δ(x),x=0..∞) = 1

    sillä δ(x):n ominaisuuksien nojalla
    int(g(x)*δ(x), x=-∞..∞) = g(0) (nyt g(0) = 1)

    ja koska δ(x) = 0 välillä [-∞,0[ niin intergointialue voidaan muutta x=-∞..∞ -> x = 0..∞
    Mitään kiellettyä ei siis ole tehty.

    Eikös näin ole??

    Tuolla askelfunktiokommentilla hain sitä, että 1/(s-a):n käänteismuunnos on tarkkaan ottaen

    y(x) = u(x) exp(a*x)

    eli

    y(x) = 0, kun x < 0
    y(x) = exp(a*x), kun x > 0

    Ja derivaatta kohdassa 0 on y'(0) = ∞ johtuen tuosta askelfunktiosta u(x), jonka derivaatta on
    formaalisti delta-funktio:

    u'(x) = δ(x).

    Äänestä

Kommentoi aloitusta


unohtanut kirjoitti:

Miten ratkaisen seuraavanlaisen yhtälön:

y'(x) k*y(x) = δ(x)

Missä δ(x):llä on ominaisuudet
δ(x) = 0 , x ≠ 0
δ(x) = ∞ , x = 0
∫δ(x)dx = 1 (integroimisalue -∞ ... ∞)

Tämä ei ole mikään koulutehtävä.

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