Voiko differentiaaliyhtälön ratkaisemiseen hyödyntää laplacea?
Diffiksen ratkominen homogeenisen yhtälön ja karakteristisen yhtälön avulla onnistuu, mutta jostain kumman syystä asiaa koitetaan opastaa tavalla, josta sokeakin näkee suoraan. Onlisiko kyse laplacesta vai mikä mahtaa olla niin ilmiselvää muille miten homat ratkaistaan. Itse en kysymyksen nähdessään näe suoraan vastausta, vaikka sitä kuinka joku koittaa selittää. Auttakaa...
ratkeeko diffisksen aap laplacella?
13
331
Vastaukset
- p
Usein voi. Laplacemuunnoksella on se mukava ominaisuus, että se muuntaa differentiaaliyhtälön usein paljon helpommin ratkaistavaan algebralliseen muotoon. Kun haluttu suure on ratkaistu, pitää se vielä käänteismuuntaa takaisin aikatasoon.
- matikka sokee
Kuinka se sitten lasketaan?
Jos yhtälö on vaikka y"(t) 4y'(t) 5 y(t)= 0 ja y'=y" = 0
miten vaikuttaa jos hytälö onkin yhtäsuuri kun 1 tai t eikä nolla niinkun yllä?
onko tässä siis mitään perää ja jos on niin mitä seuraavaksi?
[s^2*F(s) - s*F(0) s*F(0)] [s*F(s) - f(0)] sF(s) = 0 - p
matikka sokee kirjoitti:
Kuinka se sitten lasketaan?
Jos yhtälö on vaikka y"(t) 4y'(t) 5 y(t)= 0 ja y'=y" = 0
miten vaikuttaa jos hytälö onkin yhtäsuuri kun 1 tai t eikä nolla niinkun yllä?
onko tässä siis mitään perää ja jos on niin mitä seuraavaksi?
[s^2*F(s) - s*F(0) s*F(0)] [s*F(s) - f(0)] sF(s) = 0Kirjoitin pitkän vastauksen, mutta suomi24 alkoi kuseksimaan eikä tehnyt mitään, kopioin kirjoitukseni leikepöydälle, tapoin selaimen, käynnistin uudelleen ja yritin liittää kirjoitukseni tähän uudelleen ja lähettää. Mutta unohdin että tämä iki-ihana Ubuntu tyhjentää leikepöydältä aina sen mikä on kopioitu ohjelmasta, joka suljetaan.
Valitan, et siis saa minulta vastausta ainakaan vähään aikaan. - säätöä vailla
p kirjoitti:
Kirjoitin pitkän vastauksen, mutta suomi24 alkoi kuseksimaan eikä tehnyt mitään, kopioin kirjoitukseni leikepöydälle, tapoin selaimen, käynnistin uudelleen ja yritin liittää kirjoitukseni tähän uudelleen ja lähettää. Mutta unohdin että tämä iki-ihana Ubuntu tyhjentää leikepöydältä aina sen mikä on kopioitu ohjelmasta, joka suljetaan.
Valitan, et siis saa minulta vastausta ainakaan vähään aikaan.Ei Ubuntukaan tee mitään omin päin.
Klipperin ponnahdusikkunan alaosasta löytyy asetukset, senkun ruksaat mieleiseksesi. - dx
matikka sokee kirjoitti:
Kuinka se sitten lasketaan?
Jos yhtälö on vaikka y"(t) 4y'(t) 5 y(t)= 0 ja y'=y" = 0
miten vaikuttaa jos hytälö onkin yhtäsuuri kun 1 tai t eikä nolla niinkun yllä?
onko tässä siis mitään perää ja jos on niin mitä seuraavaksi?
[s^2*F(s) - s*F(0) s*F(0)] [s*F(s) - f(0)] sF(s) = 0Ne derivaatan muunnossäännöt taitavat mennä näin:
L[f'] = s L[f] - f(0)
L[f''] = s^2 L[f] - s f'(0) - f(0)
ja jos merkitään L[f] = F, niin yhtälö
f"(t) 4f'(t) 5 f(t) = 0
(tätä alkuehtoa ilmeisesti tarkoitit) muuntuu muotoon
(s^2 F(s) - s f'(0) - f(0)) 4 (s F(s) - f(0)) 5 F(s) = 0
josta voidaan ratkaista
F(s) = [s/(s^2 4 s 5)] f'(0) [1/(s^2 4 s 5)] 5 f(0)
Tämän jälkeen sinun pitäisi ratkaista mikä on siirtofunktioiden
H1(s) = s/(s^2 4 s 5)
H2(s) = 1/(s^2 4 s 5)
Käänteismuunnokset h1(t) ja h2(t), jolloin lopullinen ratkaisu on
f(t) = h1(t) f'(0) h2(t) 5 f(0)
Jos f(0) = f'(0) = 0, niin ainoa ratkaisu on toki f(t) = 0. Jos taas yhtälö olisi
f"(t) 4f'(t) 5 f(t) = u(t)
jossa u(t) on jokin funktio, muunnettuna saadaan
(s^2 F(s) - s f'(0) - f(0)) 4 (s F(s) - f(0)) 5 F(s) = U(s)
jossa U(s) on u(t):n Laplace-muunnos. Tästä sitten ratkaistaan:
F(s) = [s/(s^2 4 s 5)] f'(0) [1/(s^2 4 s 5)] 5 f(0) [1/(s^2 4 s 5)] U(s),
jolloin kokonaisratkaisu onkin konvoluutioteoreeman nojalla
f(t) = h1(t) f'(0) h2(t) 5 f(0) int_0^t h2(t-s) u(s) ds - käänteismuunnos
matikka sokee kirjoitti:
Kuinka se sitten lasketaan?
Jos yhtälö on vaikka y"(t) 4y'(t) 5 y(t)= 0 ja y'=y" = 0
miten vaikuttaa jos hytälö onkin yhtäsuuri kun 1 tai t eikä nolla niinkun yllä?
onko tässä siis mitään perää ja jos on niin mitä seuraavaksi?
[s^2*F(s) - s*F(0) s*F(0)] [s*F(s) - f(0)] sF(s) = 0Menetellään ottamalla Laplace muunnos puolittain laskusääntöjä käyttäen. Jos oikealla puolella on funktio g(t), niin sille etsitään taulukosta muunnos. Seuraavaksi ratkaistaan yhtälöstä F(s), jolle etsitään taulukosta käänteismuunnos, joka on alkuarvotehtävän ratkaisu. Esimerkki välivaiheineen:
y'' 4y' 5y = 1 ja f(0) = f' (0) = 0, y = f(t).
L{f"(t) 4f'(t) 5f(t) } = L{f''(t)} L{4f'(t)} L{5f(t)} = L{f''(t)} 4L{f'(t)} 5L{f(t)}
= s²F(s) - sf(0) - f'(0) 4[sF(s) - f(0)] 5F(s) = s²F(s) 4sF(s) 5F(s) = F(s)(s² 4s 5) = L{1} = 1/s, josta
F(s) = 1/[s(s² 4s 5)].
Monesti käänteismuunnoksen etsiminen on todella hankalaa. Tehdään osamurtohajotelma
F(s) = (1/5)/s - (1/5)(s 4)/(s² 4s 5) = (1/5)/s - (1/5)(s 2)/((s 2)² 1²) - (2/5)/((s 2)² 1²)
josta käänteismuunnokseksi saadaan
f(t) = 1/5 - (1/5)e^(-2t)cos(t) - (2/5)e^(-2t)sin(t) - matikka sokee
käänteismuunnos kirjoitti:
Menetellään ottamalla Laplace muunnos puolittain laskusääntöjä käyttäen. Jos oikealla puolella on funktio g(t), niin sille etsitään taulukosta muunnos. Seuraavaksi ratkaistaan yhtälöstä F(s), jolle etsitään taulukosta käänteismuunnos, joka on alkuarvotehtävän ratkaisu. Esimerkki välivaiheineen:
y'' 4y' 5y = 1 ja f(0) = f' (0) = 0, y = f(t).
L{f"(t) 4f'(t) 5f(t) } = L{f''(t)} L{4f'(t)} L{5f(t)} = L{f''(t)} 4L{f'(t)} 5L{f(t)}
= s²F(s) - sf(0) - f'(0) 4[sF(s) - f(0)] 5F(s) = s²F(s) 4sF(s) 5F(s) = F(s)(s² 4s 5) = L{1} = 1/s, josta
F(s) = 1/[s(s² 4s 5)].
Monesti käänteismuunnoksen etsiminen on todella hankalaa. Tehdään osamurtohajotelma
F(s) = (1/5)/s - (1/5)(s 4)/(s² 4s 5) = (1/5)/s - (1/5)(s 2)/((s 2)² 1²) - (2/5)/((s 2)² 1²)
josta käänteismuunnokseksi saadaan
f(t) = 1/5 - (1/5)e^(-2t)cos(t) - (2/5)e^(-2t)sin(t)Kiitos! Tämän avulla pääsin nyt kärryille :) nyt kun muistais tän oivalluksen sit vielä tentissä niin hyvin menee.
- mikä kurssi?
matikka sokee kirjoitti:
Kiitos! Tämän avulla pääsin nyt kärryille :) nyt kun muistais tän oivalluksen sit vielä tentissä niin hyvin menee.
Meillä ei ollut Laplacea diffiksen kurssilla. Itse en kyllä tykkää integraalimuunnoksista, mut karakteristinen yhtälö oli ratkaisutapana kiva. Tämäkin tehtävä ratkeaisi muutamalla rivillä.
- ytrewq59
mikä kurssi? kirjoitti:
Meillä ei ollut Laplacea diffiksen kurssilla. Itse en kyllä tykkää integraalimuunnoksista, mut karakteristinen yhtälö oli ratkaisutapana kiva. Tämäkin tehtävä ratkeaisi muutamalla rivillä.
No ratkaisepa esimerkiksi
y'' 4y' 5y = u(t)
jossa u(t) on jokin funktio, karakterisilla yhtälöillä muutamalla rivillä. Olkoon esimerkkeinä u(t):sta vaikkapa e^t ja tan(t). - no joo joo
ytrewq59 kirjoitti:
No ratkaisepa esimerkiksi
y'' 4y' 5y = u(t)
jossa u(t) on jokin funktio, karakterisilla yhtälöillä muutamalla rivillä. Olkoon esimerkkeinä u(t):sta vaikkapa e^t ja tan(t).Tietenkii laitoit sellasen esimerkin missä yritteen kaivaminen on tuskan takana :D
- ytrewq59
no joo joo kirjoitti:
Tietenkii laitoit sellasen esimerkin missä yritteen kaivaminen on tuskan takana :D
Se oli vähän tarkoituksena. :) Se yritemenetelmä (yritys-erehdysmenetelmä) toimii käytännössä vain harjoitustehtävissä. Yleisellä u(t) se ei toimi ollenkaan.
- Time plane?
Mikä on aikataso? Ymmärrä reaalitason (2-ulotteinen avaruus) ja komplesitason ja pöytätason jne.
Onko se engallinksi time plane? - Ei siirtofunktioita
dx kirjoitti:
Ne derivaatan muunnossäännöt taitavat mennä näin:
L[f'] = s L[f] - f(0)
L[f''] = s^2 L[f] - s f'(0) - f(0)
ja jos merkitään L[f] = F, niin yhtälö
f"(t) 4f'(t) 5 f(t) = 0
(tätä alkuehtoa ilmeisesti tarkoitit) muuntuu muotoon
(s^2 F(s) - s f'(0) - f(0)) 4 (s F(s) - f(0)) 5 F(s) = 0
josta voidaan ratkaista
F(s) = [s/(s^2 4 s 5)] f'(0) [1/(s^2 4 s 5)] 5 f(0)
Tämän jälkeen sinun pitäisi ratkaista mikä on siirtofunktioiden
H1(s) = s/(s^2 4 s 5)
H2(s) = 1/(s^2 4 s 5)
Käänteismuunnokset h1(t) ja h2(t), jolloin lopullinen ratkaisu on
f(t) = h1(t) f'(0) h2(t) 5 f(0)
Jos f(0) = f'(0) = 0, niin ainoa ratkaisu on toki f(t) = 0. Jos taas yhtälö olisi
f"(t) 4f'(t) 5 f(t) = u(t)
jossa u(t) on jokin funktio, muunnettuna saadaan
(s^2 F(s) - s f'(0) - f(0)) 4 (s F(s) - f(0)) 5 F(s) = U(s)
jossa U(s) on u(t):n Laplace-muunnos. Tästä sitten ratkaistaan:
F(s) = [s/(s^2 4 s 5)] f'(0) [1/(s^2 4 s 5)] 5 f(0) [1/(s^2 4 s 5)] U(s),
jolloin kokonaisratkaisu onkin konvoluutioteoreeman nojalla
f(t) = h1(t) f'(0) h2(t) 5 f(0) int_0^t h2(t-s) u(s) dsEi ne H1 ja H2 mitään siirtofunktioita tuossa ole ...
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Diesel-ammattilainen kehuu Sanna Marinia
"Sanna Marinin (sd) hallitus loi neljä vuotta sitten väliaikaisen polttoainetukijärjestelmän, kun energianhinnat nousi463128Pitkänperjantain kunniaksi tekoälyn analyysi Riikka Purran kirjoituksesta
🧠 Mitä se kertoo "riikka"-nimimerkin lähijunassa tapahtuneesta? 1. Asenteellinen ja epäasiallinen sävy: Kirjoitus purs462931Kuinka Riikka Purra on parantanut Suomen kansalaisen elämää?
Haastan kaikki perussuomalaisten kannattajat kertomaan konkreettisia esimerkkejä kuinka Riikka Purran harjoittama politi42834Iso poliisioperaatio Lapualla
Paikalla oli silminnäkijän mukaan myös kolme ambulanssia. https://www.is.fi/kotimaa/art-2000011924650.html Onko virpo552729100 prosentin perintövero korjaisi myös Hitas-ongelman
Moni ei uskalla kieltäytyä perinnöstä maineen menettämisen uhalla, joten sitten tulee näitä tilanteita, joissa joutuu es512545Riikan antisakset leikkaavat bensan hintaa ylöspäin
Sannan aikoina bensaa sai 1,3 euron litrahinnalla ja Riikka leikkasi sen euron ylemmäksi reiluun 2 euroon. Joko on saks322126Sukupuolineutraalit liikennemerkit yksi persujen älynväläys
Samassa rytäkässä kaikki syrjäseutujen bussipysäkkien liikennemerkitkin vaihdettiin, vaikkei bussia ole liikennöinyt enä511935Olen aika varma
että meidän tiemme risteäminen oli ainutkertainen tapahtuma elämässäni. En tule koskaan kohtaamaan ketään muuta, joka sa581870- 451809
- 481602