Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 17. 04. 2010 12:53

Dawe_cz
Zelenáč
Příspěvky: 16
Reputace:   
 

Diferenciální rovnice - Třetího řádu

Dobrý den, ve škole jsem dostal úkol a trochu si stim nevim rady, mohl by mi někdo poradit, nebo mě alespoň nasměrovat jak nato. Dík

Zadání:
1)Najděte obecné řešení diferenciální rovnice y''' - 9y'' + 27y' - 27y = (2e^3x) + x - 1

2)Najděte dvě partikulární řešení vyhuvující zadaným počátečním podmínkám:
            a) y(0) = 0, y'(0) = 0, y''(0) = 0
            b) y(0) = 0, y'(0) = 1, y''(0) = 0

Budu vděčný, za každou radu :)

Offline

 

#2 17. 04. 2010 14:15

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

↑ Dawe_cz:

Zdravím,

stačí užitečné odkazy? Pohledat lineární dif. rovnice vyšších řadů, metoda variace konstant, metoda koeficientů (metoda odhadu) - v materiálech, myslím, bude do 2. řadu, ale je to podobné.

Případně si to překonrolovat tady.

Offline

 

#3 17. 04. 2010 18:32

Dawe_cz
Zelenáč
Příspěvky: 16
Reputace:   
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

No já právě DR 2.řádu zvládám docela vpohodě i toho třetího řádu jsem už řešil a je to podobný, ale u týhle si nevim vůbec rady :(

Offline

 

#4 17. 04. 2010 20:43

kaja(z_hajovny)
Místo: Lážov
Příspěvky: 1002
Reputace:   12 
Web
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

A kam az jste se pri reseni dostal?

Offline

 

#5 18. 04. 2010 15:00

Dawe_cz
Zelenáč
Příspěvky: 16
Reputace:   
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

Právě moc daleko ne.

Když chci řešit tu 1)Obecné řešení, tak položim levou stanu = 0 a vyjde mi a^3 - 9a^2 + 27a - 27 = 0 a ve škole jsme to řešili vždycky tak, že jsme vytkli ''a'' a vyšla nám kvadratická rce, ale když tady vytknu a*(a^2 - 9a + 27 - 27/a), tak mi kvadratická rce nevyjde a já nevim jak jinak to rešit ..

Když jsem to zkusil dosadit do kalkulačky, kde mam přímo ten vzorec  ax^3 +bx^2 + cx +d = 0, tak mi vyjde pouze jeden kořen x=3 a pak by bylo obecné řešení DR = C1*e^3x , ale to asi nebude dobře :(

Offline

 

#6 18. 04. 2010 17:40

Stýv
Vrchní cenzor
Příspěvky: 5710
Reputace:   215 
Web
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

to opravdu nebude dobře, ten kořen 3 je totiž trojnásobný. a co děláme s násobnými kořeny?;)

Offline

 

#7 18. 04. 2010 17:48

Dawe_cz
Zelenáč
Příspěvky: 16
Reputace:   
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

Takže myslíš, že to obecný řešení má být prostě y=C1*e^3x + C2*e^(3x)*x + C3*e^(3x)*x^2 ?

Offline

 

#8 18. 04. 2010 17:50

Stýv
Vrchní cenzor
Příspěvky: 5710
Reputace:   215 
Web
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

správně

Offline

 

#9 18. 04. 2010 17:53

Dawe_cz
Zelenáč
Příspěvky: 16
Reputace:   
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

A můžu se tě ještě zeptat, tohle je DR se specíální pravou stranou, já totiž nevim jak to mam poznat.

Offline

 

#10 18. 04. 2010 18:01

Stýv
Vrchní cenzor
Příspěvky: 5710
Reputace:   215 
Web
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

Offline

 

#11 22. 04. 2010 18:53

Dawe_cz
Zelenáč
Příspěvky: 16
Reputace:   
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

Mohli by jste mi ještě poradit trochu stím partikulárním řešením?Vim, že Yp=Yp1+Yp2 a že je to DR se specíální pravou stranou, ale pořád mi to nevychází a tak jestli by mi to mohl prosím někdo skontrolovat :)

y(x)=e^(ax) * (Q(x)*cosbx + R(x)*sinbx)* x^k

Yp1)
b1(x)=2e^3x          a=3,b=0 takže k=0 a Q(x)=A

y=A*2e^3x
y'=A*6e^3x
y''=A*18e^3x
y'''=A*54e^3x

Teď to doplním do tý svý původní rovnice y''' - 9y'' + 27y' - 27y = 2e^3x

54A*e^(3x) - 9*(A*18e^(3x)) + 27*(A*18e^(3x)) - 27*(A*2e^(3x)) = 2e^(3x)
                  54A*e^(3x) - 162A*e^(3x) + 162*e^(3x) - 54A*e^(3x) = 2e^(3x)
                                                       e^(3x)*(54A-162A+162A-54A) = 2e^(3x)              /:e^(3x)
                                                                   (54A-162A+162A-54A) = 2
                                                                                                0A = 2  ..No a tadyto je prostě asi blbost aby mi vyšlo, ale myslím si, že bych to měl mít dobře, tak prosím o pomoc.

Yp2)
b2(x)=x-1           a=0,b=0 takže k=0 a Q(x)=Ax+B

y=Ax+B
y'=Ax
y''=A
y'''=0

Teď to zase doplním do tý svý původní rovnice, akorát s jinou pravou stranou: y''' - 9y'' + 27y' - 27y = x + 1

0 - 9*A + 27*Ax - 27*(Ax+B) = x + 1
       -9A + 27Ax - 27Ax - 27B = x + 1

    27Ax - 27Ax = x
x*(27A - 27A) = x
       27A - 27A = 1
                  0A = 1  ..No tady zase asi nastává můj problém.

   -9A - 27B = -1
-9*0 - 27B = -1
              B = (1/27)  ..Tohle by mělo být dobře

Yp2 = 0x + (1/27)

Yp = Yp1 + Yp2
Yp = 1/27

Yon = Yoh + Yp
Yoh = C1*e^3x + C2*e^(3x)*x + C3*e^(3x)*x^2 + (1/27)

Ale na internetu jim vychází yoh = C1*e^3x + C2*e^(3x)*x + C3*e^(3x)*x^2 + 1/27 (9 e^(3 x) x^2-1) x       

..Děkuju

Offline

 

#12 22. 04. 2010 23:26

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

↑ Dawe_cz:

Zdravím,

co jsem zatím našla:

54A*e^(3x) - 9*(A*18e^(3x)) + 27*(A*18e^(3x)) - 27*(A*2e^(3x)) = 2e^(3x)
                  54A*e^(3x) - 162A*e^(3x) + 162*e^(3x) - 54A*e^(3x) = 2e^(3x) (má být 27*18=...)
                                                       

Yp2)
b2(x)=x-1           a=0,b=0 takže k=0 a Q(x)=Ax+B

y=Ax+B
y'=Ax, má být jen y'=A a tedy:
y''=0
y'''=0

Pomůže?

Offline

 

#13 23. 04. 2010 12:17

Dawe_cz
Zelenáč
Příspěvky: 16
Reputace:   
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

Ahoj, moc děkuju, protože mi to pomohlo, hned to začíná vycházet.Nemohla by jsi se jeste podivat na to Yp1 co tam může být blbě :)

Jo a jak jsi mi tam zvýraznila tohle 27*(A*18e^(3x)) že neni 162, tak to se omlouvám,to jsem tam totiž blbě napsal tam má být 27*(A*6e^(3x)) a to už pak je 162, ale teď už to druhý Yp2 vychází, takže ti děkuju :)

Offline

 

#14 23. 04. 2010 12:48 — Editoval kaja(z_hajovny) (23. 04. 2010 12:50)

kaja(z_hajovny)
Místo: Lážov
Příspěvky: 1002
Reputace:   12 
Web
 

Re: Diferenciální rovnice - Třetího řádu

Trojka je násobným kořenem

Code:

sage: A=var('A')
sage: f(x)=A*x^3*exp(3*x)
sage: diff(f(x),x,3) - 9*diff(f(x),x,2) + 27*diff(f(x),x) - 27*f(x) == (2*e^(3*x)) 
6*A*e^(3*x) == 2*e^(3*x)
sage: (_)/exp(3*x)
6*A == 2

A pro kontrolu i ty derivace

Code:

sage: print(factor(diff(f(x),x)))
sage: print(factor(diff(f(x),x,2)))
sage: print(factor(diff(f(x),x,3)))
3*(x + 1)*A*x^2*e^(3*x)
3*(3*x^2 + 6*x + 2)*A*x*e^(3*x)
3*(9*x^3 + 27*x^2 + 18*x + 2)*A*e^(3*x)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson