Differentiaalvergelijkingen

Moderators: dirkwb, Xilvo

Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Differentiaalvergelijkingen

Net als het topic "integreren voor gevorderden" een topic over differentiaalvergelijkingen voor leer en vermaak.

Ik stel voor om niet meer dan 2 vergelijkingen op het zelfde moment te behandelen. Niveau beginner tot gevorderd.

Om te beginnen een simpele:
\(DV / 1 /// a(t)y'+b(t)y=c(t) \)
a>0
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Re: Differentiaalvergelijkingen

Ik hoef nu niet bang te zijn om niet-wetenschappelijke bijdragen te leveren he? Ik wil nl. weten of y'en y in dit geval verondersteld worden functies te zijn van t of van x?

Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Re: Differentiaalvergelijkingen

y' en y zijn beide afhankelijk van t.
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Re: Differentiaalvergelijkingen

Als dit de makkelijke is, wil je dan de moeilijke voor jezelf houden???

Ik neem even aan dat ik niet moet gaan voorrekenen, maar ik vraag alleen dit: gereduceerde verg oplossen? En dan?

Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Re: Differentiaalvergelijkingen

DV 1
\(a(t)\frac{dy}{dt}+b(t)y=c(t) \)


Algemene eerste orde lineaire vergelijking. Geef de algemene oplossing. (in de oplossing komt dus een integraal voor, want die kan je niet uitrekenen zonder dat c(t) bekend is.)
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Differentiaalvergelijkingen

Vermenigvuldigen met een integrerende factor.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Re: Differentiaalvergelijkingen

Ik kan hem uitrekenen zonder integrerende factor, maar alleen als ik de DV deel door a(t). In de oplossing komen dan de primitieven van b/a en c/a voor. Deze kan ik niet op expliciete wijze bepalen.

Berichten: 4.246

Re: Differentiaalvergelijkingen

Ik kan hem uitrekenen zonder integrerende factor,
Uiteindelijk zal je berekening neerkomen op de methode van de integrerende factor.
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Differentiaalvergelijkingen

In de oplossing komen dan de primitieven van b/a en c/a voor. Deze kan ik niet op expliciete wijze bepalen.
Aangezien a, b en c onbekende functies van t zijn, is dat ook niet mogelijk.

Het zal de bedoeling zijn om primitieven in de oplossing te laten staan.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Re: Differentiaalvergelijkingen

OK dan ben ik er uit. Kom maar op met de volgende opgave.

Edit ik zit natuurlijk nog met die integrerende factor. Ik gebruik m'n analyse-boek als naslagwerk en daar kom ik jouw eerste opgave tegen. Ik deel door a(t) en krijg een lineaire DV van de eerste orde. Hierbij gebruik je de gereduceerde DV en de particuliere oplossing van de niet-gereduceerde DV. Maar het woord integrerende factor komt bij mij alleen voor bij de exacte DV, en wel als niet wordt voldaan aan de integreerbaarheidsvoorwaarde. Is dit een taalkundig verschil, ofwel zijn de beide methoden rekenkundig gelijk? Maakt de methode via de gereduceerde DV in feite gebruik van een integrerende factor?

Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Re: Differentiaalvergelijkingen

DV 2: Kat en muis

Positie van muis:
\(\vec{M}(t)=0\hat{x}+vt \hat{y}\)
waarbij
\(\hat{x}\)
en
\(\hat{y}\)
eenheids vectoren zijn die heel R2 opspannen.

Neem aan: Kat rent naar de muis toe.
\(R=\frac{|K'(t)|}{|M'(t)|}=1\)
en kat begint bij (x,y)=(4,4)

Geef een uitdrukking voor pad van de kat als functie van x. (y in x uitdrukken)
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Re: Differentiaalvergelijkingen

Geen hint nodig voor TD toch? ;)
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Differentiaalvergelijkingen

<!--graphstart--><script type="text/javascript">graph(0,4,0,8,300,300,600,600,'3-sqrt(2)+(4*sqrt(2)-4)*ln(2)+(sqrt(2)+1)/16*x^2+(2-2*sqrt(2))*ln(x)','x')</script><!--graphend-->
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Re: Differentiaalvergelijkingen

Ik kom er nog niet uit, graag een hint voor mij. Ik vervang de ehv door (0,1) en (1,0) anders lukt het me helemaal niet.

Ik beschouw het tijdsinterval voordat de muis en de kat dezelfde y-coordinaat hebben. De positie van de muis is
\((x_m,y_m)(t)=(0,vt)\)
En de kat
\((x_k,y_k)(t)=(4-v_xt,4-v_yt)\)
\(dx_k/dt=-v_x\)
\(dy_k/dt=-v_y\)
Voorwaarden
\(v^2=v_x^2+v_y^2\)
\(\frac{v_x}{v_y}=\frac{x_k}{y_k-y_m}\)
Waarschijnlijk is dit veel te ingewikkeld, of niet?

Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Re: Differentiaalvergelijkingen

We weten dat
\(\left| \vec{K'}(t) \right|=R \left|\vec{M'}(t) \right|\)
Dus
\(\vec{K'}(t)=R \left|\vec{M'}(t)\right| \hat{s}\)
\(\hat{s}\)
is een eenheidsvector die steeds naar de positie van de muis wijst.

Als je eenmaal de snelheidsvector van de kat hebt kan je beginnen met het oplossen van de vector DV.
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Reageer