[wiskunde] differentiaalvergelijking z'(t) = 1/2 - (1/200).z(t)

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

differentiaalvergelijking z'(t) = 1/2 - (1/200).z(t)

"Beschouw volgende differentiaalvergelijking:

z: R+ -> R: t |-> z(t) (met z(t) ≤ 100)

z'(t) = 1/2 - (1/200).z(t) (1)

z(0) = 0
"

Ik heb geprobeerd deze als volgt op te lossen:

We kunnen (1) herschrijven als:
\( \frac {200}{100 - z(t)}.z't) = 1 \)
Vervolgens integreren we beide leden:
\( \int \frac {200}{100 - z(t)} dz = \int 1 dt \)
200.ln|100 - z(t)| = t + C (met c ∈ R)

ln|100 - z(t)| =
\( \frac {t + C}{200} \)
Nu volgt uit de opgave dat z(t) ≤ 100. Hieruit volgt dat

ln|100 - z(t)| = ln(100 - z(t)). Dus:

ln(100 - z(t)) =
\( \frac {t + C}{200} \)
Wanneer we op beiden leden exp toe passen vinden we:

100 - z(t) =
\( e^{\frac {t + C}{200}} \)
z(t) =
\( 100 - e^{\frac {t + C}{200}} \)
uit de beginvoorwaarde volgt:

z(0) = 0 =
\( 100 - e^{\frac {C}{200}} \)
100 =
\( e^{\frac {C}{200}} \)
Hieruit volgt dat:

z(t) =
\( 100.(1 - e^{\frac {t}{200}}) \)
Dit zou echter het volgende moeten zijn

z(t) =
\( 100.(1 - e^{\frac {-t}{200}}) \)
Kan iemand mij vertellen waarom dit '-t' is i.p.v. 't' ?
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Berichten: 7.068

Re: differentiaalvergelijking z'(t) = 1/2 - (1/200).z(t)

Biesmansss schreef: wo 15 mei 2013, 14:09...

z'(t) = 1/2 - (1/200).z(t) (1)

...

We kunnen (1) herschrijven als:
\( \frac {200}{100 - z(t)} = 1 \)
Oh ja, hoe doe je dat dan?

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: differentiaalvergelijking z'(t) = 1/2 - (1/200).z(t)

EvilBro schreef: wo 15 mei 2013, 14:13
Oh ja, hoe doe je dat dan?
Excuses.

Dit moet uiteraard het volgende zijn:
\( \frac {200}{100 - z(t)}.z't) = 1 \)
(Ik heb het ook even aangepast in post #1.)
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Berichten: 7.068

Re: differentiaalvergelijking z'(t) = 1/2 - (1/200).z(t)

Biesmansss schreef: wo 15 mei 2013, 14:09
\( \int \frac {200}{100 - z(t)} dz = \int 1 dt \)


200.ln|100 - z(t)| = t + C (met c ∈ R)
Bij deze stap vergeet je het minteken.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: differentiaalvergelijking z'(t) = 1/2 - (1/200).z(t)

Klopt!

Dan krijg je dus:

200.ln|100 - z(t)| = -t + C

De verdere uitwerking is triviaal.

Bedankt voor de hulp! :D
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Reageer