Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer
Berichten: 130

Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

Vraagje...

Hoe kun je aan een differentiaal vergelijking zien welke "vorm" het is:...

Bernouilli, anderen, ...?

wat is de eigenschap van een vgl van Bernouilli ? Onderscheid tussen andere vergelijkingen ?

vb: df/dt = af - af²

zou naar het schijnt een vgl van Bernouilli moeten zijn, .. maar waarom ?

en nog even belangrijk: Hoe losje dit eenvoudig op...

eens porberen:

df/dt = af - af²

df/dt - af = -af²

[Is het altijd de hoogste macht die je langst laat staan en ermee deelt ???]

df/dt.(1/f²) - af/f² = -a

df/dt.(1/f²)- a/f = -a (*)

stel z = 1/f dan wordt z' = -1/f² ; -z' = 1/f²

de vergelijking wordt dan:

-z' - az = -a (*) of

z' + az = a (eerste orde D.V.)

de vraag is nu waarom die df/dt wegvalt ... in (*)

AO = ...

PO = ...

Gebruikersavatar
Berichten: 9.240

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

Het heet een Bernoulli differentiaal vergelijking omdat deze beste man de gene was die er een oplossing voor heeft gevonden.

Je zoekt dus als het ware de diff vergelijking op in een lijst en gebruik de oplossingsmethode die daar aangegeven staat.

df/dt (of f' ) valt niet weg, je vervangt het door z'

volgens mij is de volgende stelling van jou niet helemaal correct:

stel z = 1/f dan wordt z' = -1/f² ; -z' = 1/f²

ik moet wel zeggen, diff vergelijkingen zijn voor mij ook nog erg moeilijk, maar ook erg belangrijk.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

Hier kan je lezen hoe je een algemene DV van bernouilli herleidt naar een lineaire eerste orde DV, jouw voorbeeld is er een speciaal geval van.

http://mathworld.wolfram.com/BernoulliDiff...alEquation.html

Berichten: 130

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

Nu weet ik ook wel dat dat een toffe man was die daar zijn naam heeft aangegeven, maar hioe kun je nu efectief een Bernouilli DV herkennen !!!! hoe kan je zien dat je ze op die manier, van hem dus, moet uitwerken ?????

maar is mijn uitwerking correct... ???

zoniet zou je ze kunnen verbeteren en verder aanvullen ?

thx

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

Dit geval is nog betrekkelijk eenvoudig en kan gerust zonder die substitutie.

df/dt = af - af²

df/dt = a(f-f²)

df/(f-f²) = adt

df/(f(1-f)) = adt

df/f - df/(f-1) = adt

:roll: (df/f - df/(f-1)) = :P adt

ln(f) - ln(f-1) = at + c

ln((f-1)/f) = -at + c

(f-1)/f = ce-at

1-1/f = ce-at

f = 1/(1-ce-at)

Klein detail: mijn c is niet de hele tijd dezelfde c, zo werd ec een nieuwe constante die ik voor het gemak opnieuw c heb genoemd.

Berichten: 130

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

ja goed .. dat is idd een oplossing...

maar ik had graag de goede uitwerkinge gehad van Bernouilli... :roll:

(EN WAARAAN HERKEN JE DIT DAT JE BERNOUILLI MOET/KAN GEBRUIKEN ? )

mvg,

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

Je herkent Bernoulli aan het feit dat de DV van de vorm a(x)y' + b(x)y = d(x)ym is.

Voor m = 0 of m = 1 is de vergelijking lineair, met m = 2 heb je net een alternatieve oplosmethode gezien.

In het algemeen gaan we verder met de substitutie z = y1-m :roll: z' = (1-m)y/ym.

De algemene vergelijking die ik eerder vernoemde gaat dan over in a(x)z'/(1-m) + b(x)z = d(x) en dat is een lineaire vergelijking.

Toegepast op jouw voorbeeld vind je dan inderdaad:

-z' - az = -a :P z² + az = a

Let wel: als je z = 1/f stelt, dan is z' = -f'/f².

Berichten: 130

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

ha als je storingsfunctie dus ook de term bevat zoals je d/dt term bevat dan hebben we Bernouilli....

waarom is z' = -f'/f².....? vanwaar komt die f' nog opeens...

die z' is toch de afgeleide nemen niet ?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

Ja, maar zowel z als f hangen van je veranderlijke af, bijvoorbeeld x.

Afleiden met de kettingregel levert dan:

Als z(x) = 1/f(x) dan is d/dx z(x) = d/dx 1/f(x) = -f'(x)/f(x)²

Berichten: 130

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

dus die f'(x) komt van d/dx...

als k t goed snap...

maar der staat dat z = 1/f... dan moet er toch staan voor z' = (1/f)' ... niet ??

of heb k de verkeerde manier van denken voor...

tot en met z gelijk stellen aan z= 1/f benk mee...

maar in die vgl staat ook ziets nog van 1/f²... moet je daar dan de afgeleide van berekenen of de afgeleide van : d(df/dt) . d(1/f²)...

moet jet dan zo doen: de afgeleide nemen van df/dt en de afgeleide van 1/f² ?

mvg

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

Het verschil zit in het feit dat f een (verder onbekende) functie van x is. De afgeleide van 1/x is inderdaad gewoon -1/x², maar hier moet je de kettingregel nog toepassen!

d(1/f(x))/dx = d(1/f(x))/df(x) * df(x)/dx = -1/f(x)² * f'(x) = -f'(x)/f(x)²

Berichten: 130

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

hazo...

bij de afgeleide van 1/f(x) moet je de kettingregel toepassen

en bij de afgeleide van 1/f, niet.. oftewel d(1/f) = -1/f²...$

als k het goed begrijp.

maar waaraan weet je of zie je dat f functie van x is ( f(x) )...?

In mijn oplossing staat er toch: 1/f.df/dt - 1/f² = ...hoe weet je dat die afhangt van x... ?

of is het omdat er staat df/dt...?

niet ?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Differentiaalvergelijking (Bernouilli)

Normaalgezien hoort dat gegeven te zijn. Ik had beter in m'n voorbeeld de veranderlijke t genomen, ik zie nu dat dat zo was in de oorspronkelijke vergelijking. Vergeet dus even de x (alhoewel de bedoeling van het hele ding wel evenzeer klopt als x de veranderlijke is).

We starten met een DV die we willen oplossen naar f, waar f een functie van t is - dus f(t). In onze substitutie gaan we over op z, die dat ook van t afhangt z(t). Hoewel er in de oospronkelijke opgave gewoon verkort "f" genoteerd staat, is het dus eigenlijk f(t). Gewoonlijk bij DV's in y en x zie je ook enkel y genoteerd voor y(x).

Reageer