[wiskunde] differentiaalberekening

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 689

[wiskunde] differentiaalberekening

Ik heb volgend beginwaardeprobleem:
\(\frac{dv}{dt} = A + B v(t)^2\)
met A en B constanten en v(0)=0. Herschrijven van de differentiaalvgl geeft ons
\(\frac{dv}{A(1 + \frac{B}{A}v^2)} = dt\)
en na integratie van beide leden bekomen we
\(\frac{1}{\sqrt{AB}} \arctan \sqrt{ \frac{B}{A} } v = t + C\)
. Rekening houdend met v(0) = 0 bekomen we
\(v(t) = \sqrt{\frac{A}{B}} \tan \sqrt{ AB }t\)
.

Ik wou even testen of dit juist was, dus substitueerde de oplossing en de afgeleide van de oplossing in
\(\frac{dv}{dt} = A + B v(t)^2\)
.

Dit geeft
\(\frac{dv}{dt} = \frac{A}{\cos^2 \sqrt{AB}t}\)
en dus
\(\frac{A}{\cos^2 \sqrt{AB}t} = A + B \left(\sqrt{\frac{A}{B}} \tan \sqrt{ AB }t \right) ^2\)
of
\(\frac{A}{\cos^2 \sqrt{AB}t} = A \left(1 + \frac{\sin^2 \sqrt{ AB }t}{\cos^2 \sqrt{ AB }t } \right) \)
of
\(1 = 1 + \sin^2 \sqrt{ AB }t\)
wat alleen kan als
\(\sqrt{ AB }t = 0\)
, maar t is ene variabele, dus dit kan niet over een interval....

Wat doe ik precies fout?

Denis
"Her face shown like the sun that I strived to reach."

Berichten: 4.246

Re: [wiskunde] differentiaalberekening

Is de afgeleide van arctan(x) sec^2(x)?
Quitters never win and winners never quit.

Gebruikersavatar
Berichten: 689

Re: [wiskunde] differentiaalberekening

Is de afgeleide van arctan(x) sec^2(x)?
Nee, de afgeleide van arctan(x) is 1/(1+x^2), maar die heb je toch niet nodig?

Edit: Ik zie al, ik maakte een fout in mijn LaTeX-code in mijn eerste bericht, dat is nu aangepast. De tan in mijn v(t) formule had ik als arctan geschreven, dat moet uiteraard tan zijn.

Sorry voor de verwarring, ik had het goed staan op mijn blad voor mijn neus, dus de vraag geldt nog steeds.

Denis
"Her face shown like the sun that I strived to reach."

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] differentiaalberekening

\(\frac{A}{\cos^2 \sqrt{AB}t} = A + B \left(\sqrt{\frac{A}{B}} \tan \sqrt{ AB }t \right) ^2\)
Rechterlid:
\(A + B\frac{A}{B}\tan ^2 \left( {\sqrt {AB} t} \right) = A + A\tan ^2 \left( {\sqrt {AB} t} \right) = A\left( {1 + \tan ^2 \left( {\sqrt {AB} t} \right)} \right)\)
En 1+tan²(a) = 1/cos²(a).
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 689

Re: [wiskunde] differentiaalberekening

TD schreef:Rechterlid:
\(A + B\frac{A}{B}\tan ^2 \left( {\sqrt {AB} t} \right) = A + A\tan ^2 \left( {\sqrt {AB} t} \right) = A\left( {1 + \tan ^2 \left( {\sqrt {AB} t} \right)} \right)\)
En 1+tan²(a) = 1/cos²(a).
Natuurlijk, ik zie al wat ik verkeerd deed.
\(A\left( {1 + \tan ^2 \left( {\sqrt {AB} t} \right)} \right)\)
had ik ook, maar dan deelde ik linkerlid en enkel de rechterterm van mijn rechterlid door cos², terwijl die 1 uiteraard ook moest gedeeld worden!

Dank,

Denis
"Her face shown like the sun that I strived to reach."

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] differentiaalberekening

Ah, die tussenstap zag ik in je bericht niet - dus ik was maar vanaf daar verder gegaan. Graag gedaan!
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 689

Re: [wiskunde] differentiaalberekening

Natuurlijk, ik zie al wat ik verkeerd deed.
\(A\left( {1 + \tan ^2 \left( {\sqrt {AB} t} \right)} \right)\)
had ik ook, maar dan deelde ik linkerlid en enkel de rechterterm van mijn rechterlid door cos², terwijl die 1 uiteraard ook moest gedeeld worden!
Nog even mezelf verbeteren voor de oplettende topiclezer, ik bedoelde niet delen (in bold-lettertype) maar vermeningvuldigen.

Ik had dus
\(\frac{A}{\cos^2 \sqrt{AB}t} = A \left(1 + \frac{\sin^2 \sqrt{ AB }t}{\cos^2 \sqrt{ AB }t } \right) \)
wat gelijk is aan
\(\frac{1}{\cos^2 \sqrt{AB}t} = 1 + \frac{\sin^2 \sqrt{ AB }t}{\cos^2 \sqrt{ AB }t } \)
Wat ik dan deed (ik weet het, heel stomme fout... :D ) was beide leden vermeningvuldigen (en dus niet delen, dat was een typfout...) met cos²(\(\sqrt{AB}t\)), zodat ik
\(1 = 1 + \sin^2 \sqrt{ AB }t\)
uitkwam, wat uiteraad fout is, ik vergat die 1 mee te vermeningvuldigen met de cos², dus de correcte uitkomst is
\(1 = \cos^2 \sqrt{ AB }t + \sin^2 \sqrt{ AB }t\)
wat bewijst dat de oplossing van mijn differentiaalvgl juist was.

Denis
"Her face shown like the sun that I strived to reach."

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] differentiaalberekening

Juist... Het wordt natuurlijk nogal verwarrend wanneer je iets juist oplost, maar verkeerd controleert :D
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer