Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Berichten: 11

Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Ik moet de volgende dv oplossen:
\(\ddot{x}+2\dot{x}+4x=t^2\)
-bepaal homogene oplossing

-bepaald bijzondere oplossing

-bepaald constanten met
\(x(0)=\dot{x}(0)=0\)
De homogene oplossing lukte mij wel met zo'n algemene oplossing, maar verder kwam ik niet. Zou daarom iemand deze som duidelijk kunnen uitwerken , zodat zelfs ik deze som kan snappen:P

Alvast heel heel erg bedankt,

Jeroen

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 3.505

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Wat heb je als homogene oplossing gevonden?
"Mathematics is a gigantic intellectual construction, very difficult, if not impossible, to view in its entirety." Armand Borel

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Verplaatst naar huiswerk.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 11

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Wat heb je als homogene oplossing gevonden?

\(e^-^1^t*(A\cos\sqrt{3}+Bos\sqrt{3})\)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Er ontbreken een paar t's, maar verder ziet het er goed uit.

Heb je een methode gezien om een 'bijzondere oplossing' te vinden?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 11

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

TD schreef:Er ontbreken een paar t's, maar verder ziet het er goed uit.

Heb je een methode gezien om een 'bijzondere oplossing' te vinden?


Die twee t's ben ik inderdaad vergeten, ik had ze op mijn blaadje trouwens wel opgeschreven. Voor de bijzondere oplossing had ik ditte:
\(Yb(t)=at^2+bt+c\)
\(Yb'(t)=2at+b\)
\(Yb''(t)=2a\)
Ik heb ze toen bij elkaar gegooid en toen ben ik heeelemaal de tel kwijt geraakt en ik heb totaal geen idee hoe het nu verder moet.

Daarom zou het heel erg fijn zijn als hier mij iemand verder op weg kan helpen, want ik wordt er een beetje tokojoki van op dit moment :eusa_whistle:

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Waar komt die y vandaan, het was immers een differentiaalvergelijking in x, functie van t...

Verder is je voorstel wel goed, dus x(t) = at²+bt+c en dan bepaal je ook nog x'(t) en x''(t).

Vervolgens substitueer je deze uitdrukkingen in de oorspronkelijke differentiaalvergelijking.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 11

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

TD schreef:Waar komt die y vandaan, het was immers een differentiaalvergelijking in x, functie van t...

Verder is je voorstel wel goed, dus x(t) = at²+bt+c en dan bepaal je ook nog x'(t) en x''(t).

Vervolgens substitueer je deze uitdrukkingen in de oorspronkelijke differentiaalvergelijking.


Dit snap ik niet helemaal. Als ik x(t), x'(t) en x''(t) invul in de oorspronkelijke dv dan krijg ik:

2a+4at+2b+4at²+4bt+4c=t², alleen ik zie niet wat ik nu moet substitueren.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Oké, en hiervan wil je dat de voorgestelde bijzondere oplossing geldt voor alle t. Groepeer daarom in het linkerlid ook alle termen per macht van t en vergelijking de coëfficiënten in linker- en rechterlid. Stel de overeenkomstige coëfficiënten gelijk en los dit stelsel op naar de onbekenden a, b en c.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 11

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Oké, en hiervan wil je dat de voorgestelde bijzondere oplossing geldt voor alle t. Groepeer daarom in het linkerlid ook alle termen per macht van t en vergelijking de coëfficiënten in linker- en rechterlid. Stel de overeenkomstige coëfficiënten gelijk en los dit stelsel op naar de onbekenden a, b en c.


Sorry, maar ik kom gewoon niet verder dan dit :eusa_whistle:
\(4at^2-t^2+4at+4bt=-2a-2b-4c\)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Dat bedoelde ik niet, maar van hier kan je ook verder; de constanten mag je ook in het linkerlid laten. Van de termen met een t² breng je de t² buiten, breng zo ook een t buiten bij de termen in t. Opdat aan de vergelijking voldaan zou zijn voor elke t, moeten de coëfficiënten (van t², t en de constante) dan gelijk zijn aan 0.

Heb je dit nog nooit moeten doen?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 11

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

TD schreef:Dat bedoelde ik niet, maar van hier kan je ook verder; de constanten mag je ook in het linkerlid laten. Van de termen met een t² breng je de t² buiten, breng zo ook een t buiten bij de termen in t. Opdat aan de vergelijking voldaan zou zijn voor elke t, moeten de coëfficiënten (van t², t en de constante) dan gelijk zijn aan 0.

Heb je dit nog nooit moeten doen?
Ik heb dit inderdaad nog nooit hoeven te doen, tot nu toe waren de bijzondere oplossingen een stukken makkelijker. Daarom loop ik hier ook helemaal vast en kan ik nog steeds niet precies visualiseren wat jij hierboven bedoeld.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Ik keer even terug naar de vorm die je had toen je alles erin vervangen had:
\(2a + 4at + 2b + 4a{t^2} + 4bt + 4c = {t^2}\)
Groepeer links per macht van t, rechts laat ik even expliciet de coëfficiënten zien:
\(4a{t^2} + \left( {4a + 4b} \right)t + 2a + 2b + 4c = 1.{t^2} + 0.t + 0\)
Opdat je voorstel een oplossing is voor alle t, moet aan deze vergelijking voldaan zijn voor alle t. Dat wil zeggen dat de overeenkomstige coëfficiënten in linker- en rechterlid gelijk moet zijn, dus de coëfficiënten van t², van t en de constante term. Dat levert een stelsel in a,b,c:
\(\left\{ \begin{array}{l} 4a = 1 \\ 4a + 4b = 0 \\ 2a + 2b + 4c = 0 \\ \end{array} \right.\)
Uit de eerste vergelijking volgt onmiddellijk de waarde van a, dan die van b uit de tweede en tot slot c.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 11

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Oke, ik snap het denk ik, heel erg bedankt!

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bijzondere oplossing + algemene oplossing dv

Graag gedaan; ter controle: je zou a = 1/4, b = -1/4 en c = 0; dus (t²-t)/4 als bijzondere oplossing moeten vinden.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer