differentaalvergelijking

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Berichten: 244

differentaalvergelijking

Ik heb een probleem met een differentiaalvergelijking van de volgende vorm:
\(\frac{{dy}}{{dx}} + p(x)y = q(x) \)
Deze is met een speciaal algoritme op te lossen (met vermenigvuldiging van een speciale e-macht, links en rechts). Over het algemeen kom ik er telkens uit, maar bij de volgende kom ik in de problemen:
\(\frac{{dy}}{{dx}} + 2e^xy = e^x \)
Je zou dan namelijk een e-macht in een e-macht krijgen en hier heb ik problemen mee. Kan iemand me helpen?

Re: differentaalvergelijking

Probeer de substitutie x = ln(z).

Berichten: 244

Re: differentaalvergelijking

Deze substitutie zal het probleem alleen maar moeilijker maken:
\(\frac{{dy}}{{d(\ln z)}} + 2zy = z \)


Nog andere suggesties?

Berichten: 7.068

Re: differentaalvergelijking

\(\frac{dy}{d(\ln z)} + 2 z y = \frac{dy}{\frac{1}{z} dz} + 2zy = z \frac{dy}{dz} + 2zy = z \)
Delen door z en oplossen die handel...

Berichten: 244

Re: differentaalvergelijking

Hartstikke bedankt, ik ben er uit :)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: differentaalvergelijking

Ter controle, ik vind:
\(y = \frac{1}{2} + ce^{ - 2e^x } \)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 244

Re: differentaalvergelijking

Ik vind wat anders :)
\(y=e^{x-2e^x}+Ce^{-e^x}\)


Nieuw probleem trouwens:
\(\frac{{dy}}{{dx}}=1-y^2\)
Ik heb hem zo opgelost:
\(\frac{{dx}}{{dy}}=\frac{{1}}{{1-y^2}}\)
Links en rechts intregreren naar breuksplitsing levert op:
\(x=\frac{{1}}{{2}}\ln|\frac{{y+1}}{{y-1}}|+c\)
Antwoordengedeelte geeft echter:
\(y=\frac{{Ce^{2x}-1}}{{Ce^{2x}+1}}\)
Nu is mijn vraag...zijn beide antwoorden hetzelfde?

Zo ja waarom?

Re: differentaalvergelijking

flamey schreef:Ik vind wat anders :)
\(y=e^{x-2e^x}+Ce^{-e^x}\)
Helaas niet correct.
flamey schreef:Nieuw probleem trouwens:
\(\frac{{dy}}{{dx}}=1-y^2\)
Ik heb hem zo opgelost:
\(\frac{{dx}}{{dy}}=\frac{{1}}{{1-y^2}}\)
Links en rechts intregreren naar breuksplitsing levert op:
\(x=\frac{{1}}{{2}}\ln|\frac{{y+1}}{{y-1}}|+c\)
Antwoordengedeelte geeft echter:
\(y=\frac{{Ce^{2x}-1}}{{Ce^{2x}+1}}\)
Nu is mijn vraag...zijn beide antwoorden hetzelfde?  

Zo ja waarom?
Dat kun je zelf nagaan door \(x=\frac{{1}}{{2}}\ln|\frac{{y+1}}{{y-1}}|+c\) te substitueren in \(y=\frac{{Ce^{2x}-1}}{{Ce^{2x}+1}}\)

Berichten: 244

Re: differentaalvergelijking

PeterPan schreef:
flamey schreef:Ik vind wat anders ;)
\(y=e^{x-2e^x}+Ce^{-e^x}\)
Helaas niet correct.

Nee hoor:
\(z\frac{{dy}}{{dz}}+2zy=z\)
\(\frac{{dy}}{{dz}}+2y=1\)
\(e^{2z}\frac{{dy}}{{dz}}+2e^{2z}y=1\)
\((y*e^{2z})'=1\)
Links en rechts integreren:
\(y*e^{2z}=z+c\)
\(y=\frac{{z}}{{e^{2z}}}+c*e^{-z}\)
En terugsubstitueren die hap.

Dat klopt toch :) ?

Trouwens over dat laatste, zou iemand die substitutie voor me kunnen uitvoeren om te bekijken of het antwoord goed is :?: ?

Berichten: 7.068

Re: differentaalvergelijking

\(\frac{{dy}}{{dz}}+2y=1\)
Dit is nog goed.
\(e^{2z}\frac{{dy}}{{dz}}+2e^{2z}y=1\)
Dit niet meer. Je hebt de linkerkant met \(e^{2 z}\) vermenigvuldigd, maar de rechterkant niet.

Berichten: 244

Re: differentaalvergelijking

Klopt ja, domme fout :?: . Nu kom ik op hetzelfde uit als TD!. Zou je ook even willen kijken naar mijn tweede probleempje? Zijn de handelingen die ik verricht juist? En waarom zijn beide uitkomsten hetzelfde? (substitueren is me ff te veel werk :) )

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: differentaalvergelijking

Zou je ook even willen kijken naar mijn tweede probleempje? Zijn de handelingen die ik verricht juist? En waarom zijn beide uitkomsten hetzelfde? (substitueren is me ff te veel werk :) )
Zoveel werk is dat niet... Alternatief is jouw oplossing oplossen naar y.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 244

Re: differentaalvergelijking

Er was een reden waarom ik dat zo deed. Anders kom je dr niet uit. Rechts zou je iets krijgen in de trend van dy+y^2....hoe valt dat in hemelsnaam te primitiveren :S?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: differentaalvergelijking

Ik heb het ook niet over je oplosmethode, maar gewoon
\(x=\frac{{1}}{{2}}\ln|\frac{{y+1}}{{y-1}}|+c\)
oplossen naar y.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 244

Re: differentaalvergelijking

Dat heb ik idd al geprobeerd :) . Ik zou het niet vragen als ik er met die manier uitkom. Als bewijs dat ik niet zo lui ben zal ik laten zien wat ik heb geprobeerd:
\(2x=\ln|\frac{{y+1}}{{y-1}}|+c\)
\(e^{2x}=\frac{{y+1}}{{y-1}}+c\)
\(e^{2x}=\frac{{y+1+c}}{{(y-1)^2}}\)
\(e^{2x}(y^2-2y+1)=y+1+c\)
\(e^{2x}y-2e^{2x}y+e^{2x}-y=1+c\)
\(y(e^{2x}-2e^{2x}-1)=1-e^{2x}+c\)
\(y=\frac{{1-e^{2x}+c}}{{e^{2x}-2e^{2x}-1}}\)
In ieder geval dit is niet hetzelfde.

De reden waarom ik mijn probeersels niet laat zien is omdat die LaTeX codes een pain in the ass zijn :?: .

Reageer