Równanie różniczkowe liniowe niejednorodne

Równania różniczkowe i całkowe. Równania różnicowe. Transformata Laplace'a i Fouriera oraz ich zastosowanie w równaniach różniczkowych.
MrMichael123
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22
Rejestracja: 25 cze 2015, o 20:07
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 5 razy

Równanie różniczkowe liniowe niejednorodne

Post autor: MrMichael123 »

Witam, chciałbym wyprowadzić sobie wzór na amplitudę drgań wymuszonych. Jest ona rozwiązaniem równania:
\(\displaystyle{ m \frac{d^2x}{dt^2}+b \frac{dx}{dt}+kx=F _{0}cos( \omega t)}\)
Równanie to przekształcam dzieląc przez \(\displaystyle{ m}\) oraz podstawiając:
\(\displaystyle{ \frac{b}{m}=2 \beta}\)
\(\displaystyle{ \frac{k}{m}=(\omega_0)^2}\)
\(\displaystyle{ \frac{F_0}{m}=f_0}\)
Otrzymuję: \(\displaystyle{ \frac{d^2x}{dt^2}+2\beta \frac{dx}{dt}+(\omega_0)^2x=f_0cos(\omega t)}\)
Rozwiązaniem tego równania jest suma rozwiązań r. jednorodnego i szczególnego nie jednorodnego. O ile z jednorodnym nie mam większych problemów i otrzymuję (po przekształceniach zgodnych z sensem fizycznym) \(\displaystyle{ x=Aexp(-\beta t)cos(\omega't+ \fi)}\), problem pojawia się przy rozwiązaniu r. niejednorodnego. Na jakiejś stronie doczytałem, że należy dodać człon \(\displaystyle{ if_0sin(\omega t)}\), a następnie skorzystać ze wzoru Eulera. Fatalna czcionka wzorów na tej stronie jednak uniemożliwiła mi zrozumienie dalszych przekształceń. Proszę o pomoc, z góry dziękuję.
Ostatnio zmieniony 28 gru 2016, o 00:33 przez MrMichael123, łącznie zmieniany 1 raz.
szw1710

Równanie różniczkowe liniowe niejednorodne

Post autor: szw1710 »

Projektujesz \(\displaystyle{ x(t)=A\cos\omega t+B\sin\omega t}\) i tak wyznaczasz stałe \(\displaystyle{ A,B}\), żeby \(\displaystyle{ x}\) spełniało równanie niejednorodne. Przy podstawowej umiejętności różniczkowania jesteś w stanie sam to rozwiązać.
Awatar użytkownika
Mariusz M
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 6953
Rejestracja: 25 wrz 2007, o 01:03
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: 53°02'N 18°35'E
Podziękował: 2 razy
Pomógł: 1254 razy

Równanie różniczkowe liniowe niejednorodne

Post autor: Mariusz M »

szw1710, skąd wiesz że \(\displaystyle{ \lambda=i\omega}\)
nie jest pierwiastkiem równania charakterystycznego
Uzmiennianie stałych jest wygodniejsze
ODPOWIEDZ