tutotveti.ru
Предметы
Биология
Українська мова
Музыка
Французский язык
Физика
МХК
Обществознание
Психология
ОБЖ
Право
Беларуская мова
Литература
Химия
Українська література
Экономика
Немецкий язык
География
Информатика
Қазақ тiлi
Геометрия
Английский язык
Русский язык
Окружающий мир
Алгебра
История
Другие предметы
Видео-ответы
ПОИСК
Войти
Регистрация
Алгебра
D^2y/dx^2-6dy/dx=13=0
D^2y/dx^2-6dy/dx=13=0 y=3 и dy/dx=11 при
ivanova48
1 14.04.2020 13:21
11
Ответы
dashok32
21.12.2023 12:23
Хорошо, давайте рассмотрим данный вопрос поэтапно для лучшего понимания.
У нас есть дифференциальное уравнение второго порядка:
(D^2y/dx^2) - 6(dy/dx) + 13 = 0,
где D^2y/dx^2 обозначает вторую производную y по x, dy/dx - первую производную, а y - функцию, зависящую от x.
Для решения этого уравнения, мы должны найти общую формулу решения.
Шаг 1: Найдем характеристическое уравнение.
Для этого подставим y = e^(kx) в дифференциальное уравнение и заменим производные соответственно:
k^2e^(kx) - 6ke^(kx) + 13e^(kx) = 0.
Шаг 2: Факторизуем полученное уравнение.
e^(kx)(k^2 - 6k + 13) = 0.
Шаг 3: Решим квадратное уравнение k^2 - 6k + 13 = 0.
Используя квадратное уравнение, мы можем найти решения для k:
k = [-(-6) ± √((-6)^2 - 4(1)(13)) ] / (2(1)),
k = [6 ± √(-20)] / 2,
k = [6 ± √(20)i] / 2.
Шаг 4: Разобьем полученное k на две части.
k1 = 3 + √5i и k2 = 3 - √5i.
Шаг 5: Используем формулу решения для линейных дифференциальных уравнений второго порядка.
Общая формула решения имеет вид: y = C1e^(k1x) + C2e^(k2x).
где C1 и C2 - произвольные постоянные.
Шаг 6: Найдем значение постоянных C1 и C2, используя начальные условия.
Нам дано, что y = 3 и dy/dx = 11 при x = 0.
Подставим эти значения в общую формулу решения:
y = C1e^(k1x) + C2e^(k2x).
При x = 0, получим:
3 = C1e^(0) + C2e^(0),
3 = C1 + C2.
Далее, возьмем производную от y:
dy/dx = C1k1e^(k1x) + C2k2e^(k2x).
При x = 0, получим:
11 = C1k1 + C2k2.
Шаг 7: Найдем значения C1 и C2 из системы уравнений.
Решим систему уравнений:
3 = C1 + C2,
11 = C1k1 + C2k2.
Мы решим это с помощью метода подстановки:
3 = C1 + C2,
11 = C1(3 + √5i) + C2(3 - √5i).
Раскроем скобки справа и сгруппируем одинаковые элементы:
3 = (C1 + C2) + √5i (C1 - C2).
11 = 3C1 + 3C2 + √5i(C1 - C2).
По сравнению соответствующих коэффициентов, получаем:
C1 + C2 = 3,
√5i (C1 - C2) = 11 - 3C1 - 3C2.
Шаг 8: Решим эту систему уравнений для C1 и C2.
Используем первое уравнение системы для выражения C1 через C2:
C1 = 3 - C2.
Подставим это во второе уравнение системы:
√5i [(3 - C2) - C2] = 11 - 3(3 - C2) - 3C2,
√5i (3 - 2C2) = 11 - 9 + 3C2 - 3C2,
√5i (3 - 2C2) = 2,
3 - 2C2 = 2/√5i,
2C2 = 3 - 2/√5i,
C2 = (3/2) - (1/√5) / (2/√5i).
Simplify C2:
C2 = (3 - (2/√5)i) / (2√5).
Подставим значение C2 в C1:
C1 = 3 - C2,
C1 = 3 - ((3 - (2/√5)i) / (2√5)).
Шаг 9: Окончательное решение
Теперь, используя значения C1 и C2, мы получим окончательное решение дифференциального уравнения:
y = C1e^(k1x) + C2e^(k2x),
где C1 = 3 - ((3 - (2/√5)i) / (2√5)) и C2 = (3 - (2/√5)i) / (2√5).
Это окончательный ответ на данный вопрос.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Алгебра
влвллвл
12.04.2019 16:47
S– путь, пройденный телом за время t со скоростью v . v=(4t2+2 t) см/с. найти путь, пройденный телом за 2 с от начала движения. решение должно быть подробным, с пояснениями....
kirillbatalov2
12.04.2019 16:58
Решить на рисунках изображены графики функции...
bubliknazar2003
03.02.2021 16:47
К 15л 10% раствора соли добавили 5% раствор соли и получили 8% раствор Какое количество литров 5 процентного раствора добавили...
GiftOfDeath
03.02.2021 16:48
4 задания Выполните умножение: (b2-1)(b2+2)Найдите значение многочлена (x-7)(x+5)при x=-1Найдите разность многочленов 4x2-2x+3 и-2x2+3xНайдите сумму многочленов 5a2-3a и-2a2+2a+1...
танзила016
03.02.2021 16:48
Упростить выражение tg^2 b*ctg^2b-cos^2b...
Nikolayirh
03.02.2021 16:49
Дополните таблицу СЕГОДНЯ НУЖЕН ОТВЕТ!...
Saharok00711
10.10.2019 20:38
Указать чему равен наименьший положительный период функции y = cos 4x...
texin508
10.10.2019 20:38
Разложить на множители 1, 2х-2у 2, 3а-6 3, 15а-5в 4, ху-2у 5, 4м+12 6,5mn-2v 7. 6x-x v kvadrate...
моника59
10.10.2019 20:39
Система уравнений 3х+2у=8. 4х-у=7...
Phkgd
10.10.2019 20:40
Решите уравнение: а) 2x^3 + 7x^2 + 2x - 3 = 0 б) x^4 - x^3 - 7x^2 + x + 6 = 0...
Популярные вопросы
Чему равен вес медного цилиндра объемом 20 кубических сантиметров...
2
В современном обществе роисходит изменение ролевых позиций членов семьи. Проиллюстрируйте...
3
Ық. 1- Артық сөзді анықта. жаттығу жасау майлы тамақ қымбат сый таза ауа Артқа...
2
Дано abc+acc+dbc = bcc чему равен числовое значение d?...
3
Прочитай статью учебника «Что такое нравственность?» (стр. 104), составь цитатный...
3
почему политическую раздробленность на руси называли феодальной? это же абсолютно...
2
с вопросами по произведению Горе от Ума Для какого персонажа ум – это выгодно продвигаться...
2
Какая загадка спрятана в слове чудетство?...
1
Какие элементы есть в программе Lucidchart для создания карты сайта?...
3
Кто разбирается в фонетике английского и умеет строить тонограммы.. Нужно построить...
1
У нас есть дифференциальное уравнение второго порядка:
(D^2y/dx^2) - 6(dy/dx) + 13 = 0,
где D^2y/dx^2 обозначает вторую производную y по x, dy/dx - первую производную, а y - функцию, зависящую от x.
Для решения этого уравнения, мы должны найти общую формулу решения.
Шаг 1: Найдем характеристическое уравнение.
Для этого подставим y = e^(kx) в дифференциальное уравнение и заменим производные соответственно:
k^2e^(kx) - 6ke^(kx) + 13e^(kx) = 0.
Шаг 2: Факторизуем полученное уравнение.
e^(kx)(k^2 - 6k + 13) = 0.
Шаг 3: Решим квадратное уравнение k^2 - 6k + 13 = 0.
Используя квадратное уравнение, мы можем найти решения для k:
k = [-(-6) ± √((-6)^2 - 4(1)(13)) ] / (2(1)),
k = [6 ± √(-20)] / 2,
k = [6 ± √(20)i] / 2.
Шаг 4: Разобьем полученное k на две части.
k1 = 3 + √5i и k2 = 3 - √5i.
Шаг 5: Используем формулу решения для линейных дифференциальных уравнений второго порядка.
Общая формула решения имеет вид: y = C1e^(k1x) + C2e^(k2x).
где C1 и C2 - произвольные постоянные.
Шаг 6: Найдем значение постоянных C1 и C2, используя начальные условия.
Нам дано, что y = 3 и dy/dx = 11 при x = 0.
Подставим эти значения в общую формулу решения:
y = C1e^(k1x) + C2e^(k2x).
При x = 0, получим:
3 = C1e^(0) + C2e^(0),
3 = C1 + C2.
Далее, возьмем производную от y:
dy/dx = C1k1e^(k1x) + C2k2e^(k2x).
При x = 0, получим:
11 = C1k1 + C2k2.
Шаг 7: Найдем значения C1 и C2 из системы уравнений.
Решим систему уравнений:
3 = C1 + C2,
11 = C1k1 + C2k2.
Мы решим это с помощью метода подстановки:
3 = C1 + C2,
11 = C1(3 + √5i) + C2(3 - √5i).
Раскроем скобки справа и сгруппируем одинаковые элементы:
3 = (C1 + C2) + √5i (C1 - C2).
11 = 3C1 + 3C2 + √5i(C1 - C2).
По сравнению соответствующих коэффициентов, получаем:
C1 + C2 = 3,
√5i (C1 - C2) = 11 - 3C1 - 3C2.
Шаг 8: Решим эту систему уравнений для C1 и C2.
Используем первое уравнение системы для выражения C1 через C2:
C1 = 3 - C2.
Подставим это во второе уравнение системы:
√5i [(3 - C2) - C2] = 11 - 3(3 - C2) - 3C2,
√5i (3 - 2C2) = 11 - 9 + 3C2 - 3C2,
√5i (3 - 2C2) = 2,
3 - 2C2 = 2/√5i,
2C2 = 3 - 2/√5i,
C2 = (3/2) - (1/√5) / (2/√5i).
Simplify C2:
C2 = (3 - (2/√5)i) / (2√5).
Подставим значение C2 в C1:
C1 = 3 - C2,
C1 = 3 - ((3 - (2/√5)i) / (2√5)).
Шаг 9: Окончательное решение
Теперь, используя значения C1 и C2, мы получим окончательное решение дифференциального уравнения:
y = C1e^(k1x) + C2e^(k2x),
где C1 = 3 - ((3 - (2/√5)i) / (2√5)) и C2 = (3 - (2/√5)i) / (2√5).
Это окончательный ответ на данный вопрос.