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 03. 01. 2021 14:45

hluboka600
Zelenáč
Příspěvky: 23
Reputace:   
 

Odvození vztahu pro obecné řešení LDR 2. řádu

Zdravím, při výkladu látky lineárních diferenciálních rovnic 2. řádu (konst koeficienty, speciální pravá strana) jsem narazil na nesrovnalost. Řešením charakteristické rovnice se záporným diskriminantem jsou kořeny a+bi; a-bi. Poté přednášející dosadil do předpisu fce [mathjax]\mathrm{e}^{\lambda x}[/mathjax]  pouze jeden kořen, a to a+bi, vznikla tak fce [mathjax]\mathrm{e}^{ax}(\cos bx +i\cdot \sin bx)[/mathjax]
Otázka zní, proč nepoužil i ten druhý kořen?
A jestliže ho tam dosadíme, jak nám vznikne tabulkový vztah:[mathjax]\mathrm{e}^{ax}(C_{1}\cos bx +C_{2}\cdot \sin bx)[/mathjax] ?
Děkuji za odpovědi

Offline

 

#2 03. 01. 2021 15:21

laszky
Příspěvky: 2407
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   202 
 

Re: Odvození vztahu pro obecné řešení LDR 2. řádu

↑ hluboka600:

Ahoj, jsou li funkce

[mathjax]u_1(x)=\mathrm{e}^{ax}(\cos bx +i\cdot \sin bx),[/mathjax]
[mathjax]u_2(x)=\mathrm{e}^{ax}(\cos bx -i\cdot \sin bx)[/mathjax]

reseni homogenni rovnice (tj. tzv Fundamentalni system), potom jsou resenim i funkce

[mathjax]w_1(x)=(u_1(x)+u_2(x))/2 = \mathrm{e}^{ax}\cos bx,  [/mathjax]
[mathjax]w_2(x)=(u_1(x)-u_2(x))/(2i) = \mathrm{e}^{ax}\sin bx. [/mathjax]

Resenim (obecnym) je tedy i libovolna linearni kombinace funkci [mathjax]w_1(x)[/mathjax] a [mathjax]w_2(x)[/mathjax], tj.

[mathjax]w(x)=C_1w_1(x)+C_2w_2(x)=\mathrm{e}^{ax}(C_{1}\cos bx +C_{2} \sin bx).[/mathjax]

Offline

 

#3 03. 01. 2021 15:41

hluboka600
Zelenáč
Příspěvky: 23
Reputace:   
 

Re: Odvození vztahu pro obecné řešení LDR 2. řádu

↑ laszky:
Děkuji za odpověď, první část je mi jasná, jediné co nechápu je důvod úprav u1 a u2, proč není obecné řešení prostým součtem u1 a u2 doplněných o příslušné koeficienty C1 a C2.
Děkuji

Offline

 

#4 03. 01. 2021 15:47

laszky
Příspěvky: 2407
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   202 
 

Re: Odvození vztahu pro obecné řešení LDR 2. řádu

↑ hluboka600:

Duvodem je, ze resime-li diferencialni rovnici v oboru realnych cisel, zajimaji nas realna reseni, takze se chceme zbavit te imaginarni jednotky.

Offline

 

#5 03. 01. 2021 16:02

hluboka600
Zelenáč
Příspěvky: 23
Reputace:   
 

Re: Odvození vztahu pro obecné řešení LDR 2. řádu

↑ laszky:
Ano, to dává smysl, ale pořád mi dělá problém vstřebat w2. Jak to může být ekvivalentní úprava. Nebo proč provádíme i odečítání oněch funkcí, když imaginární jednotka vypadne i při součtu funkcí u1;u2.
Omlouvám se za moji nechápavost, jen mi to přijde nadbytečné.

Offline

 

#6 03. 01. 2021 16:12

laszky
Příspěvky: 2407
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   202 
 

Re: Odvození vztahu pro obecné řešení LDR 2. řádu

↑ hluboka600:

Protoze fundamentalni system [mathjax]\{u_1,u_2\}[/mathjax] je tvoren dvema linearne nezavislymi funkcemi (jejich wronskian je nenulovy), takze chceme opet ziskat dve linearne nezavisle funkce. Jednu ziskame tim sectenim, druhou odectenim.

Offline

 

#7 03. 01. 2021 16:17

hluboka600
Zelenáč
Příspěvky: 23
Reputace:   
 

Re: Odvození vztahu pro obecné řešení LDR 2. řádu

↑ laszky:
Ano, to jsem potřeboval, teď to chápu :) přijde mi to jako analogie případu, kdy je dvojnásobný kořen, kdy je druhá funkce [mathjax]C_{2}x\mathrm{e}^{\lambda x}[/mathjax]
Děkuji za vysvětlení :)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson