Definisjoner og løsning i formel

Like dokumenter
Definisjoner og løsning i formel

Differensiallikninger definisjoner, eksempler og litt om løsning

Differensiallikninger definisjoner, eksempler og litt om løsning

og variasjon av parameterene Oppsummering.

Differensjalligninger av førsteorden

MA1410: Analyse - Notat om differensiallikninger

Difflikninger med løsningsforslag.

Andre del av forelesningen om funksjoner bygger på dette notatet. Notatet bygger på læreboken og er noe mer utfyllende enn forelesningen.

Emne 11 Differensiallikninger

MAT Vår Oblig 2. Innleveringsfrist: Fredag 23.april kl. 1430

Løsningsforslag. Prøve i Matematikk 1000 BYFE DAFE 1000 Dato: 29. mai 2017 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark. Oppgave 1 Gitt matrisene.

Løsningsforslag. Oppgave 1 Gitt matrisene ] [ og C = A = 4 1 B = 2 1 3

UNIVERSITETET I OSLO

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN, MAT 1001, HØSTEN (x + 1) 2 dx = u 2 du = u 1 = (x + 1) 1 = 1 x + 1. ln x

4 ( ( ( / ) 2 ( ( ( / ) 2 ( ( / 45 % + 25 ( = 4 25 % + 35 / + 35 ( = 2 25 % + 5 / 5 ( =

Numerisk løsning av differensiallikninger Eulers metode,eulers m

INVERST FUNKSJONSTEOREM MAT1100 KALKULUS

UNIVERSITETET I OSLO

MAT 1001, Høsten 2009 Oblig 2, Løsningsforslag

Prøve i Matte 1000 BYFE DAFE 1000 Dato: 03. mars 2016 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark. Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Underveiseksamen i MAT-INF 1100, 17. oktober 2003 Tid: Oppgave- og svarark

3.1 Første ordens lineære difflikninger. y + f(x)y = g(x) (3.1)

Simulering av differenslikninger

Programmering i Java med eksempler

Tillegg om strømfunksjon og potensialstrøm

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

BYFE DAFE Matematikk 1000 HIOA Obligatorisk innlevering 5 Innleveringsfrist Fredag 15. april 2016 kl 14 Antall oppgaver: 8

TMA4115 Matematikk 3 Vår 2012

Test, 4 Differensiallikninger

differensiallikninger-oppsummering

Partieltderiverte og gradient

MA0002 Brukerkurs i matematikk B. Eksamen 28. mai 2016 Løsningsforslag. Oppgave 1

Optimal kontrollteori

System av likninger. Den andre likningen løses og gir x=1, hvis man setter x=1 i første likning får man

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Differensialligninger

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN Løsningsforslag

TMA4122/TMA4130 Matematikk 4M/4N Høsten 2010

TMA4110 Matematikk 3 Høst 2010

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 10

Nå integrer vi begge sider og får på venstre side. der C 1 er en vilkårlig konstant. Høyre side blir. Dette gir. og dermed

UNIVERSITETET I OSLO

Prøve i Matte 1000 ELFE KJFE MAFE 1000 Dato: 02. desember 2015 Hjelpemiddel: Kalkulator og formelark

Dagens plan. INF3170 Logikk. Noen begreper. Automatisk bevissøk i førsteordens logikk

Denne labøvelsen gir en videre innføring i elementær bruk av programmet Maple.

Tidligere eksamensoppgaver

MAT1030 Forelesning 17

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Areal - difflikninger - arbeid Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

MAT UiO mai Våren 2010 MAT 1012

TMA4123/TMA4125 Matematikk 4M/4N Vår 2013

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2016

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

Rekurrens. MAT1030 Diskret matematikk. Rekurrens. Rekurrens. Eksempel. Forelesning 16: Rekurrenslikninger. Dag Normann

Emne 9. Egenverdier og egenvektorer

Simulerings-eksperiment - Fysikk/Matematikk

Newtons lover i én dimensjon

Gauss-Jordan eliminasjon; redusert echelonform. Forelesning, TMA4110 Fredag 18/9. Reduserte echelonmatriser. Reduserte echelonmatriser (forts.

Fasit til finalerunde Kjemiolympiaden 2002 Blindern 19. april 2002

2. Kjemisk likevekt Vi har kjemisk likevekt når reaksjonen mot høgre og venstre går like fort i en reversibel reaksjon.

UNIVERSITETET I OSLO

Øving 3 Determinanter

Integralregning. ) dx KATEGORI Antiderivert. 1.2 Ubestemt integral

Løsningsforslag til prøveunderveiseksamen i MAT-INF 1100, H-03

MAT UiO. 10. mai Våren 2010 MAT 1012

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgavehefte 2. MAT1012 Matematikk 2: Mer lineær algebra

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Matematisk modellering Øving 2, høst 2005

Del 1. 3) Øker eller minker den momentane veksthastigheten når x = 1? ( )

UNIVERSITETET I BERGEN

UNIVERSITETET I OSLO

1 I mengdeteori er kontinuumshypotesen en antakelse om at det ikke eksisterer en mengde som

Løsningsforslag Prøveeksamen i MAT-INF 1100, Høsten 2003

Institutt for Samfunnsøkonomi

Mål og innhold i Matte 1

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

Oppsummering TMA4100. Kristian Seip. 26./28. november 2013

Løsningsforslag. og B =

FORELESNINGER I OPTIMAL KONTROLLTEORI (MAT 2310)

y(x) = C 1 e 3x + C 2 xe 3x.

Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

UNIVERSITETET I OSLO

1 Algebra og likningar

EKSAMEN BOKMÅL STEMMER. DATO: TID: OPPG. SIDER: VEDLEGG: 3 desember :00-13: FAGKODE: IR Matematikk 1

Oppsummering TMA4100. Kristian Seip. 16./17. november 2015

Oppsummering TMA4100. Kristian Seip. 17./18. november 2014

Lineære likningssystemer og matriser

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2008

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Sammendrag R mai 2009

Oppsummering MA1101. Kristian Seip. 23. november 2017

Vær OBS på at svarene på mange av oppgavene kan skrives på flere ulike måter!

Enkel introduksjon til kvantemekanikken

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen 16. august 2008 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

EKSAMEN I MATEMATIKK 1000

Transkript:

Dilik. p.1/24 Dierensiallikninger Deinisjoner og løsning i ormel Forelesning uke 45, 2005 MA-INF1100

Dilik. p.2/24 Dierensiallikninger Struktur i presentasjonen Lysarkene gjennomgår hovedpunkter ra alkulus kap. 10.1-10.5 og 10.7. Rekkeølgen er endret, spesielt er 10.7 lyttet ram. Mye detaljer er utelatt selv om del viktige mellomst er inkludert. ksempler er bare tatt med i brenset grad. Henvisninger til eks. sats 10.3.2 i alkulus skrives. 10.3.2. Noen steder reereres likninger med navn.

Dilik. p.3/24 Hva er en dierensialikning? n algebraisk likning har ett eller lere) tall som ukjente. ksempel: Løsningene oppyller relasjonen. og er de verdiene or som n dierensiallikning er en relasjon mellom en unksjon og dens deriverte. Funksjonen er den ukjente. ksempel n løsning oppyller denne or alle. Insetting er en løsning. Det er ikke eks. som oppyller likningen bare or.

Dilik. p.4/24 Hvoror studere dierensiallikninger? Dierensiallikninger er helt sentrale or ysiske ag og ingeniørvitenskap. lasse av eksempler Hvordan en tilstand endrer s i tiden avhenger av tilstanden selv. an tilstanden beskrives ved en unksjon av tiden,, kan endringen beskrives ved siden dette er endringsraten av mhp.. Resultatet er en relasjon mellom og.

Dilik. p.5/24 ksempel A: nedbrytning av radioaktivt sto Vi har en masse av et radiokativt sto. Hvert atom har en viss sannsynlighet or å orvandles emmitere eller partikler) i et gitt tidsrom. ndringsraten av massen er da proposjonal med massen selv. Dersom vi starter med masse har vi det matematisk problemet 1) n dierensiallikning or i og en initialbetingelse. avhengig av hvor radiokativt stoet er.. eksempel 10.2.3. er lassiisering: Første orden, lineær, konst. koe., homogen. Likninger av denne typen skal vi snart løse.

! " " Dilik. p.6/24 ksempel B: jemisk reaksjon Oksydasjon av nitrogenmonoksyd til nitrogendioksyd o molekyler reagerer med ett til onsentrasjoner:,, volum) Reaksjonsrate er proposjonal med sannsynlighet or sammenstøt av 2 molekyl)... molekyler per og ett # der er en konstant. Det inngår ennå to ukjente.

" " & & ' ' & ' % % % Dilik. p.7/24 ksempel B orsetter Bevaring av masse Startkonsentrasjoner: Massebevaring er totalt volum), som gir Insatt i reaksjonslikning: der. lassiisering: Første orden, ikkelineær, separabel orklart senere) Denne kan vi også rne på.

* ) * ) " ) +, * " " * Dilik. p.8/24 ksempel C: Bevelse av partikkel Newton s 2 lov, rettlinjet bevelse * der = masse, = akselerasjon og = krat. Posisjon gis som. Hvis krat avhenger av posisjon, hastighet og tid:.-,/, -,/ Newton s 2 lov " Dierensiallikning av orden 2.

1 * " 0) 0 " " @ Dilik. p.9/24 ksempel C: onkret tilelle Fallskjermhopperen ra kompendiet Leme i ritt all måles vertikalt nedover) 21 " 6 3BC 3BA =3?> :<; "98 7 6 354 der art,/., - ) " lassiisering: Andre orden, ikkelineær, separabel orklares siden)

D Dilik. p.10/24 Lineær, homogen likning av orden 1 Fraviker. kap.10.1 Vi skriver den om til ri variabel ) D som har orm: Funksjon av ganger = unksjon av Likninger som kan skrives slik kalles separable Fortsetter neste lysark

D Vi intrerer bge sider mhp. F D Poenget er at vi med en gang kan subsitituere : 6 G G der er en intrasjonskonstant. Derved : 6 G G D Dilik. p.11/24

G G G G OP N LM OP NS OP NS D Lineær, homogen likning av orden 1, orts. Anvender vi eksponensialunksjonen på bge sider og bruker og løser opp J J - H?I der ved er en reell konstant. ntydig skrevet orm kan vi å Q LM R S Initialbetingelse Initialbetingensen S Q LM R ksplisitt ormel dersom intreres i ormel Dilik. p.12/24

V WX V V V Separable likninger Form. kap. 10.7) Intrasjon gir og antideriverte av hhv. og der er intrasjonskonstant. Initialbetingelse Løsning i ormel orusetter 1. og 2. kan innes må kunne løses ra SI). rinn 1 og 2 kan utøres numerisk Dilik. p.13/24

1 OP N LM D 1 1 0 D 1 0 YZ OP N LM Dilik. p.14/24 Inhomogen, lineær likning av orden 1. kap. 10.3) nep: variasjon av parameteren Vi skriver løsningen av IN) der oppyller den homogene delen. Innsetting i IN) 1 1 0 D 1 1 Fordi løser den homogene likningen kansellerer de siste to ledd på venstre side 0 1

N N 0 L M / 1 M L M 0 ^ \ D 0 Inhomogen, lineær likning av orden 1, orts. kan vi da skrive. 10.1.3) For OP LM OP LM Alle løsninger har denne ormen. Dersom IN) skal løses or, med utøres intraler ra til ) og eneste mulig løsning er. 10.3.1) ]\ OP N/ Q ^ OP S NS Q L a\ / _ OP N/ `Q ^ _ har D ]\ 0 er intrerbare. og Vist: entydig løsning når Dilik. p.15/24

c b Dilik. p.16/24 Andreordens, lineære likninger lassiisering: lineær, homogen, variable koeisienter, orden 2. Superposisjonering. 10.4.1) Dersom og er løsninger av H2) er, en løsning av H2)., Når kan H2) løses i ormel? Når koeisientene er konstante og i noen å andre tileller

onstante koeisienter der og er konstante. lassiisering: lineær, homogen, konstante koeisienter, orden 2 Likning har løsning d / vi prøver med e / i 2) e / e / e / e / e / er løsning når er nullpunkt i karakteristisk likning Minner om noe? Dierenslikninger. Dilik. p.17/24

\ % j % 6 i A Dilik. p.18/24 ilelle 1; to reelle røtter, Løsning ilelle 2; en reell rot, Løsning, e ilelle 3; to komplekse røtter Løsning der Vi må se på % A@ 2h. 10.4.8). 10.4.3),. 10.4.11) r løsningene ullstendige? Vi har gjettet på en orm og unnet de løsningene som har denne. Dette er ulikt behandlingen av ørsteordenslikningen. Hvordan ramkommer løsningen i tilelle 2? Minner om tilsvarende tilelle med dierenslikninger. Formen på løsningen i 3

1 l k k 1 o J k J d n l m m k O d n _ O d n r løsningene ullstendige? Bruker knep med variasjon av parameteren er der 1 Alle mulige løsninger kan skrives en løsning Innsatt i likningen 2) 1 1 1 1 1 De 3 ørste ledd på høyre side kansellerer og Siden er kjent og leddet med er borte er dette en lineær ørsteordenslikning or. Den kan vi løse H?I OP LN d d N og N ' Videre Dilik. p.19/24

N ' ' O d n 1 Dilik. p.20/24 r løsningene ullstendige? Fortsettelse For inner vi så Leddet med oppyller er av samme orm som har vi. Derved. Siden og ' e som viser at vi har den ullstendige løsningen i tilelle 1. ilelle 3 er i prinsippet likt, mens vi or tilelle 2 viser ullstendighet sammen med at vi inner delen.

N 1 O d n ' 1 Dilik. p.21/24 ilelle 2 Fra innsetting av eksponensialormen har vi bare en uavhengig løsning. Vi bruker igjen variasjon av parameterenen med. Får Siden ølger Den generelle løsningen blir da '

% j ' ' i ' A 6 ilelle 3. n komplekst evaluert unksjon deriveres som. Da er det Vi har j 0 D j 0 D klart at leddene i O pq N \ O pqn N \ er kompleksevaluerte løsninger av dierensiallikningen. Dersom blir den reell og j O pq % A@ h \ N \ O pqn % N \ Sjekk ved innsetting! Dilik. p.22/24

Dilik. p.23/24 Initialverdiproblem. 10.4.4) r har entydig løsning. For tilelle 1-3 gir initialbetingelsene 2 likninger or konstantene og som har entydig løsning. ntydig løsning av andreordenslikning med initialbetingelser or unksjonsverdien og den ørstederiverte er ikke brenset til tileller med konstante koeisienter.

ntydighet; tilelle 1 Vi viser. 10.4.4 bare or tilelle 1. Den generelle løsningen e satt inn i r gir \ e \ \ e \ r Løsning ved eliminasjon r \ r e \ som eksisterer så lenge s. Dilik. p.24/24