Inhomogene differentiaalvergelijking

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 15

Inhomogene differentiaalvergelijking

Hoihoi,

Ik loop vast op een opgave:
\(\frac{d^{2}y}{dx^{2}} + 2x\frac{dy}{dx} + 4y = e^{x}\)
Met als beginwaarden y(0) = 1 en y'(0)=0

De oplossing moet gegeven worden in de vorm van een machtreeks.

Het homogene deel was geen probleem wanneer je de volgende substitutie uitvoerd:
\(y(x) = \sum_{n=0}^{\infty} a_{n}x^{n}\)
maar nu weet ik niet hoe ik het inhomogene deel op moet lossen.

Ik kom niet verder dan iets puzzelen met
\(\sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^n}{n!} = e^{x}. \)
Wie kan mij helpen?

Groetjes Daniëlle

ps. Zoals je kan zien werkt mijn latex-code niet. wat doe ik verkeerd?

Berichten: 1.007

Re: Inhomogene differentiaalvergelijking

[ tex ] hier je latex codes [ /tex ] (spaties tussen de vierkante haken weglaten). Een voorbeeld:
\(\frac{d^{2}y}{dx^{2}} + 2x\frac{dy}{dx} + 4y = e^{x}\)
Klik op de formule voor de code.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Inhomogene differentiaalvergelijking

Ik heb de tex-tags ingevoegd, zou zo goed moeten zijn.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 49

Re: Inhomogene differentiaalvergelijking

Je hebt de oplossing praktisch al.

\De machtreeks die je hebt voor y(x) is prima. Neem de eerste en tweede afgeleide en vul deze in, in de differentiaalvergelijking. Het rechterlid schrijf je ook op als een machtreeks (dus de e-macht die je zelf hebt gegeven).

Vervolgens breng je deze over naar links, zet alle x-machten gelijk.

Dan krijg je een vergelijking met in het linkerlid een som (haal x^n binnen de som buiten haakjes) en het rechterlid dat gelijk is aan nul.

Het enige wat je nu nog hoeft te doen is, datgene tussen de het somteken en de x^n gelijk te stellen aan nul. Dit levert de recurrente betrekking die je zoekt bij je oplossing.

Als je ook nog randvoorwaarden dan heb je alle eisen voor een particuliere oplossing.

Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Re: Inhomogene differentiaalvergelijking

x=0 is een gewoon punt van de differentiaal vgl dus de oplossing die saraatje voorstelt is oké. Maar de totale uitwerking zal zeker niet gemakkelijk zijn. Ik durf er in ieder geval niet aan beginnen. :D
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Gebruikersavatar
Berichten: 15

Re: Inhomogene differentiaalvergelijking

Hoihoi,

wat saraatje zegt heb ik uiteindelijk ook gedaan. (Volgens mij volgen we momenteel allebei differentiaalvergelijkingen aan de UU)

Ik dacht eerst dat de n in de reeks van
\(e^{x}\)
niet dezelfde was als die ik voor y(x) had, maar dat bleek wel te mogen.

In ieder geval bedankt voor de moeite.

groetjes Daniëlle

Reageer