= λ valós megoldása van.

Hasonló dokumentumok
A differenciálegyenlet általános megoldása az összes megoldást tartalmazó halmaz.

6. feladatsor: Inhomogén lineáris differenciálegyenletek (megoldás)

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

y + a y + b y = r(x),

ALGEBRA. egyenlet megoldásait, ha tudjuk, hogy egész számok, továbbá p + q = 198.

LINEÁRIS TRANSZFORMÁCIÓ

Differenciálegyenletek megoldása próbafüggvény-módszerrel

1. Gyökvonás komplex számból

10.M ALGEBRA < <

INJEKTIVITÁS ÉS EGYÉB TULAJDONSÁGOK MEGOLDOTT FELADATOK

Sorozatok A.: Sorozatok általában

Komplex számok. d) Re(z 4 ) = 0, Im(z 4 ) = 1 e) Re(z 5 ) = 0, Im(z 5 ) = 2 f) Re(z 6 ) = 1, Im(z 6 ) = 0

1. Sajátérték és sajátvektor

Stabilitás Irányítástechnika PE MI_BSc 1

Feladatok a Diffrenciálegyenletek IV témakörhöz. 1. Határozzuk meg következő differenciálegyenletek általános megoldását a próba függvény módszerrel.

8.1. A rezgések szétcsatolása harmonikus közelítésben. Normálrezgések. = =q n és legyen itt a potenciál nulla. q i j. szimmetrikus. q k.

Differenciaegyenletek

Fourier sorok FO 1. Trigonometrikus. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

Komplex számok (el adásvázlat, február 12.) Maróti Miklós

2. Hatványsorok. A végtelen soroknál tanultuk, hogy az. végtelen sort adja: 1 + x + x x n +...

A primitív függvény létezése. Kitűzött feladatok. határérték, és F az f egy olyan primitívje, amelyre F(0) = 0. Bizonyítsd be,

Folytonos idejű rendszerek stabilitása

Kalkulus szigorlati tételsor Számítástechnika-technika szak, II. évfolyam, 2. félév

3. Lineáris differenciálegyenletek

Bevezetés az algebrába komplex számok

λx f 1 (x) e λx f 2 (x) λe λx f 2 (x) + e λx f 2(x) e λx f 2 (x) Hasonlóan általában is elérhető sorműveletekkel, hogy csak f (j)

EGYENLETEK ÉS EGYENLETRENDSZEREK MEGOLDÁSA A Z n HALMAZON. egyenletrendszer megoldása a


Feladatok valós számsorozatokkal és sorokkal. 1.Feladatok valós számsorozatokkal

differenciálegyenletek

MAGASABBFOKÚ MÁTRIXEGYENLETEK MEGOLDÁSA

Innen. 2. Az. s n = 1 + q + q q n 1 = 1 qn. és q n 0 akkor és csak akkor, ha q < 1. a a n végtelen sor konvergenciáján nem változtat az, ha

V. Deriválható függvények

2.1. A sorozat fogalma, megadása és ábrázolása

4. Test feletti egyhatározatlanú polinomok. Klasszikus algebra előadás NE KEVERJÜK A POLINOMOT A POLINOMFÜGGVÉNNYEL!!!

MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKKÖZÉPISKOLA)

A G miatt (3tagra) Az egyenlőtlenségek két végét továbbvizsgálva, ha mindkét oldalt hatványozzuk:

(2) Határozzuk meg a következő területi integrálokat a megadott halmazokon: x sin y dx dy, ahol T : 0 x 1, 2 y 3.


XXVI. Erdélyi Magyar Matematikaverseny Zilah, február

2.1. Másodrendű homogén lineáris differenciálegyenletek. A megfelelő másodrendű homogén lineáris differenciálegyenlet általános alakja

Differenciálegyenletek

Szélsőérték feladatok megoldása

A felhasznált térfogalmak: lineáris tér (vektortér), normált tér, Banach tér, euklideszi-tér, Hilbert tér. legjobban közelítõ elem, azaz v u

1.1 Példa. Polinomok és egyenletek. Jaroslav Zhouf. Első rész. Lineáris egyenletek. 1 A lineáris egyenlet definíciója







3 1, ( ) sorozat általános tagjának képletét, ha

Függvényhatárérték-számítás

Számsorozatok. 1. Alapfeladatok december 22. sorozat határértékét, ha. 1. Feladat: Határozzuk meg az a n = 3n2 + 7n 5n létezik.

II. INTEGRÁLÁSI MÓDSZEREK

18. Differenciálszámítás

1 h. 3. Hogyan szól a számtani és a mértani közép közötti összefüggést kifejező tétel?

Matematika B4 I. gyakorlat

forgási hiperboloid (két köpenyű) Határérték: Definíció (1): Az f ( x, y) függvénynek az ( x, y ) pontban a határértéke, ha minden

Bevezetés az algebrába 2 Differencia- és differenciálegyenlet-rendszerek

Sorozatok, határérték fogalma. Függvények határértéke, folytonossága

6. Differenciálegyenletek

Differenciál egyenletek (rövid áttekintés)

Definíció Függvényegyenletnek nevezzük az olyan egyenletet, amelyben a kiszámítandó ismeretlen egy függvény.

Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar. Analízis 1. Írásbeli beugró kérdések. Készítette: Szántó Ádám Tavaszi félév

Hajós György Versenyre javasolt feladatok SZIE.YMÉTK 2011

Matematika I. 9. előadás

Numerikus módszerek 2. Nemlineáris egyenletek közelítő megoldása

Kitűzött feladatok Injektivitás és egyéb tulajdonságok 69 KITŰZÖTT FELADATOK

Folytonos rendszeregyenletek megoldása. 1. Folytonos idejű (FI) rendszeregyenlet általános alakja

VII. A határozatlan esetek kiküszöbölése

Sorozatok október 15. Határozza meg a következ sorozatok határértékeit!

3. SOROZATOK. ( n N) a n+1 < a n. Egy sorozatot (szigorúan) monotonnak mondunk, ha (szigorúan) monoton növekvő vagy csökkenő.

A KroneckerCapelli-tételb l következik, hogy egy Bx = 0 homogén lineáris egyenletrendszernek

Emlékeztető: az n-dimenziós sokaság görbültségét kifejező mennyiség a Riemann-tenzor (Riemann, 1854): " ' #$ * $ ( ' $* " ' #µ

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

Lineáris programozás

(A TÁMOP /2/A/KMR számú projekt keretében írt egyetemi jegyzetrészlet):

100% BIO Natur/Bio kozmetikumok és testápolás

Diszkrét matematika I. legfontosabb tételek/definíciók (II. javított verzió) 2014/2015. I. félév

FORD KA KA_202054_V5_2013_Cover.indd /06/ :59

SOROK Feladatok és megoldások 1. Numerikus sorok

Gyakorló feladatok II.

A figurális számokról (IV.)

Matematika II képletek. 1 sin xdx =, cos 2 x dx = sh 2 x dx = 1 + x 2 dx = 1 x. cos xdx =,

2.1. Másodrendű homogén lineáris differenciálegyenletek. A megfelelő másodrendű homogén lineáris differenciálegyenlet általános alakja

IV. Sorozatok. Sorozatok bevezetése

1. Gyökvonás komplex számból

Autoregressziós folyamatok

KÖZGAZDÁSZ SZAK. Módszertani szigorlat követelménye, tavaszi félév

Mőbiusz Nemzetközi Meghívásos Matematika Verseny Makó, március 26. MEGOLDÁSOK

7. gyakorlat megoldásai

Segédanyag az A3 tárgy gyakorlatához

Differenciaegyenletek aszimptotikus viselkedésének

Diszkrét matematika II., 3. előadás. Komplex számok

KITŰZÖTT FELADATOK A X. OSZTÁLY SZÁMÁRA

Kvantummechanika gyakorlo feladatok 1 - Megoldások. 1. feladat: Az eltolás operátorának megtalálásával teljesen analóg módon fejtsük Taylor-sorba

Reakciómechanizmusok leírása. Paraméterek. Reakciókinetikai bizonytalanságanalízis. Bizonytalanságanalízis

sin x = cos x =? sin x = dx =? dx = cos x =? g) Adja meg a helyettesítéses integrálás szabályát határozott integrálokra vonatkozóan!

Kalkulus gyakorlat - Megoldásvázlatok

Átírás:

Másodredű álladó együtthatós lieáris differeciálegyelet. Általáos alakja: y + a y + by= q Ha q = 0 Ha q 0 akkor homogé lieárisak evezzük. akkor ihomogé lieárisak evezzük. A jobb oldalo lévő q függvéyt szokás külső tagak evezi. Mivel ez egy seciális lieáris egyelet mide igaz rá amit a lieáris egyeletekről modtuk. Tehát: Az álladó együtthatós ihomogé egyelet általáos megoldása: y ihom ált = y homált + y ihom art A homogé rész: y + a y + by= 0 karakterisztikus egyelete: λ + aλ + b A homogé egyelet általáos megoldásáak alaesetei:. A λ + aλ + b egyeletek λ λ valós gyöke va. Ebbe az esetbe már va is a homogé egyeletek két függetle megoldása y = e λ és y = e λ ekkor a homogé egyelet általáos megoldása yhom ált Ce λ λ = + Ce. A λ + aλ + b egyeletek λ = λ = λ valós megoldása va. Ekkor csak egy megoldás va e λ. y = e λ is megoldása a homogé egyeletek és lieárisa Beláthatjuk hogy függetle. e λ -hez (em kostas szorosa) Ekkor a homogé egyelet általáos megoldása. y + C e λ hom ált λ. A karakterisztikus egyeletek ics valós gyöke. Ebbe az esetbe kojugált komle gyökei vaak. Legyeek a gyökök λ = α + iβ λ = α iβ

Ekkor e λ és e λ függetle megoldások de em valósak α yhom ált si β + C cos β e = e λ ( α + i β ) A másodredű lieáris ihomogé differeciálegyelet általáos megoldása is a homogé egyelet általáos megoldása és az ihomogé egyelet egy artikuláris megoldásáak összege: y = y + y i hom ált hom ált i hom art Példa y + y y= Az ihomogé differeciálegyelethez tartozó homogé egyelet: y + a y + by= Példa y + y = 0 0 Másodredű álladó együtthatós ihomogé lieáris differeciálegyelet artikuláris megoldásáak megtalálása seciális külső tag eseté róba függvéyel. Az ihomogé egyelet egy artikuláris megoldását u. seciális külső tagok a esetébe (oliom e cos( b ) si ( b) és ezek szorzatáak összege) tudjuk köye meghatározi. Az y + a y + by= q egyeletbe q függvéyt szokás külső tagak evezi. Jelölések: az alábbi táblázatba jelöl egy kokrét -ed fokú oliomot P és Q edig egy ugyacsak -ed fokú de ismeretle együtthatós oliomot jelöl. λ és λ jelöli a karakterisztikus egyelet gyökeit. A seciális külső tagok lehetséges esetei a a. Ha a q külső tag e alakú (a valós) és az e kitevőjébe szerelő a em gyöke a karakterisztikus egyeletek akkor az ihomogé egyelet artikuláris megoldását P a e alakba keressük ahol P ismeretle együtthatós általáos -ed fokú oliom. a. Ha az e kitevőjébe szerelő a egyszeres gyöke a karakterisztikus egyeletek a azaz e megoldása a homogé differeciálegyeletek (egyszeres rezoacia) akkor az ihomogé egyelet artikuláris megoldását P a e alakba ha

kétszeres gyöke (kétszeres rezoacia) akkor P a e keressük ahol P ismeretle együtthatós általáos -ed fokú oliom. Ezt evezzük rezoaciáak. a a. Ha a q külső tag e sib vagy e cosb ( a bi) e + kitevőjébe szerelő a bi alakú (a b valós) és az + em gyöke a karakterisztikus egyeletek a akkor az ihomogé egyelet artikuláris megoldását P e sib a + Q e cosbalakba keressük ahol P és Q ismeretle együtthatós általáos -ed fokú oliomok. ( a bi). Ha az e + kitevőjébe szerelő a+ bi gyöke a karakterisztikus egyeletek a akkor az ihomogé egyelet artikuláris megoldását P e sib a + Q e cosb alakba keressük ahol P és Q ismeretle együtthatós általáos -ed fokú oliomok. Kidolgozott feladatok. y + y y = a homogé egyelet y + y y = 0 a karakterisztikus egyelet λ + λ = 0 megoldásai λ = λ = tehát a homogé egyelet általáos megoldása yhom ált + Ce az ihomogé egyelet artikuláris megoldását y = A + B+ Calakba keressük. (táblázat. sor) y = A+ B y = A az ihomogé egyeletbe helyettesítve A A B A B C + + + + redezve A + A B + A C + B és az együtthatókat összehasolítva kajuk hogy A = A B = 0 A C+ B=0 ie A = B = C = Tehát y = vagyis az ihomogé egyelet általáos megoldása: + Ce +. y + y = a homogé egyelet y + y = 0 a karakterisztikus egyelet λ + λ = 0 megoldásai λ = 0 λ = tehát a 0 homogé egyelet általáos megoldása y + C e = C + C e hom ált y A B C = + + azaz az ihomogé egyelet artikuláris megoldását y A B C = + + alakba keressük. (táblázat. sor) = + + 6 A + B + A + B + C és redezve A + ( 6A + B) + B + C y A B C 6 y = A+ B az ihomogé egyeletbe helyettesítve

az együtthatókat összehasolítva kajuk hogy A = 6A+ B = 0 B+ C = 0 A = B = C = Tehát y = + vagyis az ihomogé egyelet általáos megoldása: = C + Ce + +. y + y y = e a homogé egyelet y + y y = 0 a karakterisztikus egyelet λ + λ = 0 megoldásai λ = λ = tehát a homogé egyelet általáos megoldása y + C e hom ált az ihomogé egyelet artikuláris megoldását y = A e alakba keressük. (táblázat. sor) y = A e y = A e az ihomogé egyeletbe helyettesítve A e A e Ae e + kiemelve e ( A+ A A) e ie következik hogy A = A = Tehát y = e vagyis az ihomogé egyelet általáos megoldása: + Ce + e. y + y y = e a homogé egyelet y + y y = 0 a karakterisztikus egyelet λ + λ = 0 megoldásai λ = λ = tehát a homogé egyelet általáos megoldása y + C e az ihomogé egyelet artikuláris megoldását (táblázat. sor) hom ált y = A e alakba keressük. y = A( ( ) e + e ) = Ae ( + ) ( ) y = A e + + e = Ae ( + ) az ihomogé egyeletbe helyettesítve ( ) ( ) Ae + + Ae + A e e kiemelve Ae ( + ) e azaz Ae ie következik hogy A = A = Tehát y Ce Ce = + e. y y + y = e a homogé egyelet y y + y = 0 e = e vagyis az ihomogé egyelet általáos megoldása:

a karakterisztikus egyelet λ λ+ = 0 megoldásai λ = λ = tehát a y + C e homogé egyelet általáos megoldása hom ált az ihomogé egyelet artikuláris megoldását y = A e alakba keressük. (táblázat. sor) y = A( ( ) e + e ) = Ae ( + ) ( ) y = A e + + e = Ae ( + ) az ihomogé egyeletbe helyettesítve ( ) ( ) Ae + + Ae + A e e kiemelve Ae ( + ) e azaz Ae ie következik hogy A = A = e Tehát y = e vagyis az ihomogé egyelet általáos megoldása: + Ce e 6. y y + y = e a homogé egyelet y y + y = 0 a karakterisztikus egyelet λ λ+ = 0 megoldásai λ = λ = tehát a y + C e homogé egyelet általáos megoldása hom ált az ihomogé egyelet artikuláris megoldását y = ( A+ B) e alakba keressük. (táblázat 6. sor) y = Ae + A+ B e = e A+ A+ B y ( ) ( ) e A A B e A e ( A A B) helyettesítve ( ) kiemelve e ( A A B A A B A B) e e ( A+ A+ B) e = + + + = + + az ihomogé egyeletbe e A + A + B e A + A + B + A + B e e + + + + azaz ie következik hogy A = A+ B = 0 B = Tehát y = ( ) e vagyis az ihomogé egyelet általáos megoldása: y Ce C e ihom ált = + + ( ) e 7. y y + y = si a homogé egyelet y y + y = 0 a karakterisztikus egyelet λ λ+ = 0 megoldásai λ = λ = tehát a homogé egyelet általáos megoldása yhom ált + Ce a karakterisztikus egyelet λ + λ = 0 megoldásai λ = 0 λ = tehát a 0 homogé egyelet általáos megoldása yhom ált + Ce = C + Ce az ihomogé egyelet artikuláris megoldását y = Asi + Bcos azaz (táblázat 0. sor)

y = Acos Bsi y = Asi Bcos az ihomogé egyeletbe helyettesítve Asi Bcos Asi Bcos + Asi + Bcos si és Asi Bcos + 8Asi + 8Bcos + Asi + Bcos si Asi+ Bcos si redezve Asi si az együtthatókat összehasolítva kajuk hogy A B= A+ B = 0 A = B = 0 Tehát y = si vagyis az ihomogé egyelet általáos megoldása: = C + Ce + si Kidolgozott éldák Adja meg az általáos megoldást! y y + y = a + + és λ λ λ λ + = y + C e = hom ált y : Ae B C D = + + + y = Ae + B+ C y = Ae + B 9 ( 9A 9A A) e ( B) ( C 6B) ( D C B) A = Tehát + + + + + a + ( + ) B = C = D = ihom ált = + + + + + y Ce C e e Adja meg az általáos megoldást! y + 8y + y = a A karakterisztikus egyelet 8 ± 6 00 8 ± 6i λ + 8λ+ = 0 λ = = = ± i A homogé egyelet általáos megoldása y cos+ C e si hom ált 6

y = Ae (ics rezoacia akkor lee ha a külső tag e si lee) y = Ae y = 6Ae visszahelyettesítve kajuk hogy e cos vagy ( A A 6A) e e Tehát + azaz A = 9 y cos+ C e si + e 9 ihom ált 7