Równanie różniczkowe

Różniczkowalność, pochodna funkcji. Przebieg zmienności. Zadania optymalizacyjne. Równania i nierówności z wykorzystaniem rachunku różniczkowego.
Mr Max
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 19
Rejestracja: 21 sie 2007, o 12:12
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 5 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: Mr Max » 21 sie 2007, o 13:17

Mam takie zadanko:
Rozwiązać zagadnienie początkowe

\(\displaystyle{ x^3y'=y^2}\) gdzie \(\displaystyle{ y'(1)=2}\)

proszę o pomoc, z góry dzięki
Rekrutacja Instytut Matematyczny, Uniwersytet Wrocławski (gif)

Awatar użytkownika
ariadna
Gość Specjalny
Gość Specjalny
Posty: 2702
Rejestracja: 22 maja 2005, o 22:26
Płeć: Kobieta
Lokalizacja: Olsztyn/Berlin
Podziękował: 47 razy
Pomógł: 642 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: ariadna » 21 sie 2007, o 13:24

Podpowiedź: równanie Bernoulliego.

luka52
Gość Specjalny
Gość Specjalny
Posty: 8602
Rejestracja: 1 maja 2006, o 20:54
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 47 razy
Pomógł: 1817 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: luka52 » 21 sie 2007, o 13:26

ariadna pisze:Podpowiedź: równanie Bernoulliego.
A nie przypadkiem równanie o zmiennych rozdzielających się, tj:
\(\displaystyle{ \frac{dy}{y^2} = \frac{dx}{x^3}}\)

Mr Max
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 19
Rejestracja: 21 sie 2007, o 12:12
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 5 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: Mr Max » 21 sie 2007, o 13:45

\(\displaystyle{ \int \frac{1}{y^2} dy = t \frac{1}{x^3}dx}\)
\(\displaystyle{ -\frac{1}{y}=\frac{1}{x^2}}\)

dobrze jest to? i co dalej ?

luka52
Gość Specjalny
Gość Specjalny
Posty: 8602
Rejestracja: 1 maja 2006, o 20:54
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 47 razy
Pomógł: 1817 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: luka52 » 21 sie 2007, o 13:49

Niezupełnie, powinno być:
\(\displaystyle{ - \frac{1}{y} = - \frac{1}{2x^2} + C\\
y = \frac{2x^2}{1 - 2 C x^2}}\)

A z warunków brzegowych wyliczamy stałą C:
\(\displaystyle{ y'(1) = 2 \iff C = \frac{1}{2}(1 \sqrt{2})}\)
Ostatecznie
\(\displaystyle{ y(x) = \frac{2x^2}{1 - (1 \sqrt{2})x^2}}\)
Ostatnio zmieniony 21 sie 2007, o 15:08 przez luka52, łącznie zmieniany 1 raz.

Mr Max
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 19
Rejestracja: 21 sie 2007, o 12:12
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 5 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: Mr Max » 21 sie 2007, o 14:19

a jeszcze taki przykładzik mam i sie gubię:

\(\displaystyle{ x^2y'=y^3}\) gdzie \(\displaystyle{ y'(2)=1}\)

to jak to bedzie tu:
\(\displaystyle{ \frac{dy}{y^3}=\frac{dx}{x^2}}\)
\(\displaystyle{ \int\frac{1}{y^3}=\int\frac{1}{x^2}}\)
\(\displaystyle{ -\frac{1}{2y^2}=-\frac{1}{x}}\)

i tu nie bardzo wiem co dalej

wyjdzie:
\(\displaystyle{ y=\frac{1}{2}\sqrt{x}}\) ?

luka52
Gość Specjalny
Gość Specjalny
Posty: 8602
Rejestracja: 1 maja 2006, o 20:54
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 47 razy
Pomógł: 1817 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: luka52 » 21 sie 2007, o 15:12

Troszkę się zagapiłem z tymi warunkami brzegowymi w tym pierwszym przykładzie, ale już poprawiłem.

Co do drugiego przykładu, to, mamy:
\(\displaystyle{ - \frac{1}{2y^2} = C - \frac{1}{x}\\
y = \pm \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{2 - 2 C x}}\\
y'(2) = 1 \iff \ldots}\)

Należy obliczyć pochodną y' i wyliczyć stałą.

lukasz1804
Gość Specjalny
Gość Specjalny
Posty: 4438
Rejestracja: 17 kwie 2007, o 13:44
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Łódź
Podziękował: 12 razy
Pomógł: 1313 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: lukasz1804 » 21 sie 2007, o 21:19

Można sobie zadać trud wyznaczenia maksymalnej dziedziny każdego z dwu otrzymanych rozwiązań.
I tak, rozwiązanie \(\displaystyle{ y_1(x)=\frac{2x^2}{1-(1-\sqrt{2})x^2}}\) jest określone na całej prostej \(\displaystyle{ \mathbb{R}}\). Drugie z rozwiązań, tj. \(\displaystyle{ y_2(x)=\frac{2x^2}{1-(1+\sqrt{2})x^2}}\) jest określone w przedziale \(\displaystyle{ (\sqrt{\sqrt{2}-1},+\infty)}\).

Wyrażenia matematyczne umieszczamy pomiędzy znacznikami

Kod: Zaznacz cały

[tex]...[/tex]
luka52[/i][/color]
Ostatnio zmieniony 21 sie 2007, o 22:19 przez lukasz1804, łącznie zmieniany 1 raz.

Mr Max
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 19
Rejestracja: 21 sie 2007, o 12:12
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 5 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: Mr Max » 22 sie 2007, o 10:08

Mógłby ktoś mi rozpisać to szczegółowiej zamianę z:
\(\displaystyle{ -\frac{1}{2y^2}=-\frac{1}{x}+C}\)
na:
\(\displaystyle{ y=\frac{\sqrt{x}}{\sqrt{2 - 2 C x}}}\)

bo coś gubię się przy tej zamianie

luka52
Gość Specjalny
Gość Specjalny
Posty: 8602
Rejestracja: 1 maja 2006, o 20:54
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 47 razy
Pomógł: 1817 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: luka52 » 22 sie 2007, o 10:11

\(\displaystyle{ - \frac{1}{2y^2} = C - \frac{1}{x}\\
- \frac{1}{2y^2} = \frac{Cx - 1}{x}\\
\frac{1}{2y^2} = \frac{1- Cx}{x}\\
2y^2 = \frac{x}{1-Cx}\\
y^2 = \frac{x}{2 - 2Cx}\\
y = \sqrt{\frac{x}{2 - 2Cx}}}\)

Nie zapominaj o tym +/-!

Mr Max
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 19
Rejestracja: 21 sie 2007, o 12:12
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 5 razy

Równanie różniczkowe

Post autor: Mr Max » 22 sie 2007, o 10:22

dzięki wielkie

ODPOWIEDZ