Dy/dx=ay(x)

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Berichten: 84

Dy/dx=ay(x)

Hallo allemaal,

Ik kom vaak de differentiaalvergelijking die in de titel staat tegen, weliswaar in andere vormen, maar het principe is natuurlijk hetzelfde.

Mijn oplossing:

dy/dx=ay

y(x)=e^ax

Maar ik kom vaak de oplossing Ce^ax tegen. Mijn vraag is dan: waar komt die constante C vandaan?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Dy/dx=ay(x)

Badshaah schreef:Hallo allemaal,

Ik kom vaak de differentiaalvergelijking die in de titel staat tegen, weliswaar in andere vormen, maar het principe is natuurlijk hetzelfde.

Mijn oplossing:

dy/dx=ay

y(x)=e^ax

Maar ik kom vaak de oplossing Ce^ax tegen. Mijn vraag is dan: waar komt die constante C vandaan?
Allereerst vul de opl eens in.

De opl met de constante C, betekent dat je een hele 'familie' opl hebt. Je weet ongetwijfeld dat bij integreren een integratieconstante moet voorkomen. Probeer dat in dit geval te laten zien.

Gebruikersavatar
Berichten: 67

Re: Dy/dx=ay(x)

Badshaah schreef:dy/dx=ay

y(x)=e^ax

Maar ik kom vaak de oplossing Ce^ax tegen. Mijn vraag is dan: waar komt die constante C vandaan?


Die constante moet er altijd bij hoor. Als er gegeven is dat
\(\frac{dy}{dx}=a.y \)
, dan kun je bewijzen dat
\(y=C.e^{ax}\)
door vast te stellen dat
\(\frac{y}{e^{ax}}\)
een constante is (door er de afgeleide van te nemen en te zien dat deze nul is).

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: Dy/dx=ay(x)

In het kort: de afgeleide van een constante is 0.

Elke uitkomst die je hebt (noem die bijvoorbeeld x), kan je schrijven als x+0. Die nul kan dan het resultaat zijn van om het even welke constante term af te leiden.

Door de rekenregels van de machtenn, komt die constante er als een factor uit.
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Berichten: 84

Re: Dy/dx=ay(x)

d(Ce^ax)/dx= aCe^ax

En dat klopt!

En dan nog een vraagje:

d^2y/dx^2=ay

Twee keer integreren geeft (volgens mij dan):

y=Ce^(sqrt(a)x)

Klopt het wat ik doe?

Berichten: 84

Re: Dy/dx=ay(x)

Vraagje aan in fysics i trust:

Kun je me die stappen laten zien?

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: Dy/dx=ay(x)

Dat kan.
\(\frac{dy}{y}=a \cdot dx\)
Dus
\(ln(y)+C=ax\)
Of nog
\(e^{ln(y)+C}= e^{ax}\)
Zie je het of nog niet?
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Berichten: 84

Re: Dy/dx=ay(x)

e^(lny+C)=e^ax

Ik snap niet echt wat je hiermee bedoelt

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: Dy/dx=ay(x)

Als je het linkerlid uitwerkt krijg je
\(e^{ln(y)}*e^C=y*e^C=C'y\)
\(C' \)
overbrengen en je bent er.

Zie je het nu?
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Dy/dx=ay(x)

In fysics I trust schreef:Dat kan.
\(\frac{dy}{y}=a \cdot dx\)
Dus
\(ln(y)+C=ax\)
Of nog
\(e^{ln(y)+C}= e^{ax}\)
Zie je het of nog niet?
ipv
\(ln(y)+C=ax\)
\(ln(y)=ax+C_1\)
met C1 element R

per definitie is dan:
\(y=e^{ax+C1}\)

\(y=e^{ax+C1}\)
\(y=e^{ax}e^{C_1}\)
\(y=C \cdot e^{ax}\)
met C element R+

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: Dy/dx=ay(x)

Gaat ook. En eleganter.
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Berichten: 84

Re: Dy/dx=ay(x)

Wat safe schreef dacht ik in eerste instantie ook, maar ik raakte in de war met lny+C=ax.

In ieder geval snap ik het nu.

En dan nog een vraagje:

d^2y/dx^2=ay

Twee keer integreren geeft (volgens mij dan):

y=Ce^(sqrt(a)x)

Klopt het wat ik doe?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Dy/dx=ay(x)

Gaat ook. En eleganter.
Dit is niet het hele verhaal.
\(ln|y|=ax+C_1\)
met C1 element R

per definitie is dan:
\(|y|=e^{ax+C1}\)

\(|y|=e^{ax+C1}\)
\(|y|=e^{ax}e^{C_1}\)
\(|y|=C \cdot e^{ax}\)
met C element R+
\(y=C \cdot e^{ax}\)
met C element R+, maar ook:
\(y=-C \cdot e^{ax}\)
met C element R+, bovendien voldoet ook y=0 aan de dv (ga dat na)

Zodat uiteindelijk volgt:
\(y=C \cdot e^{ax}\)
met C element R.

Reageer