CMD + K

Kapittel 9Begreper & formler · Differensialligninger
Referanseside · Kapittel 9

Begreper & referanser

Alle nøkkelbegrepene, formlene og referansene fra Differensialligninger, samlet på én side. Bruk denne som oppslag når du leser, øver flashcards eller tar quiz.

Øv med flashcards15 kort fra dette kapittelet

Begreper

Sentrale begreper fra kapittelet med korte definisjoner.

01Initialverdiproblem

En differensialligning sammen med en startverdi som velger én spesifikk løsning fra en familie.

02Separable ligninger

Ligninger på formen løses ved å integrere begge sider separat.

03Lineær førsteordens ligning

løses ved integrerende faktor .

04Andreordens ligning

Ligninger som analyseres via karakteristiske røtter og superposisjon.

05Stabilitet

Studerer om løsninger holder seg nær et likevektspunkt under små forstyrrelser, eksempelvis i logistiske modeller.

06Partikulærløsning

Én enkelt løsning av en inhomogen differensiallikning — hvilken som helst funksjon som tilfredsstiller hele likningen med høyresiden inkludert. Sammen med den homogene løsningen gir den den fullstendige generelle løsningen . Finnes typisk med metoden ubestemte koeffisienter: gjett en funksjonsform basert på , sett inn, og bestem koeffisientene.

07Svingende løsning

Løsningen av en andreordens homogen likning når karakteristisk likning har komplekse røtter . Løsningen blir — en svingning med frekvens bestemt av , og amplitude som vokser, avtar eller holder seg konstant avhengig av fortegnet på .

08Terminalfart

Den konstante hastigheten et fallende objekt med luftmotstand konvergerer mot når tiden går mot uendelig — punktet der tyngdekraften og luftmotstanden balanserer nøyaktig. Uavhengig av startfarten trekkes farten mot samme grenseverdi.

Formler

Hver formel: hva den heter, hvordan den ser ut, og hva symbolene betyr.

integrerende-faktor

Integrerende faktor

Standardmetoden for lineære førsteordens ligninger i pensum.

p(t)koeffisientfunksjonen foran y i den lineære førsteordens likningen
separasjon-av-variable

Separasjon av variable

Brukes når y og x kan skilles på hver sin side av likhetstegnet.

g(t)faktor som bare avhenger av t
h(y)faktor som bare avhenger av y
karakteristisk-likning

Karakteristisk likning

Gir eksponentielle løsninger for homogene andreordens ligninger.

akoeffisient foran første-deriverte-leddet
bkoeffisient foran y
logistisk-vekst

Logistisk vekst

Modell for begrenset populasjonsvekst som analyseres i kurset.

Kbæreevne / grenseverdi for veksten
Cbestemmes av initialbetingelsen
rvekstrate
generell-losning-inhomogen

Generell løsning, inhomogen likning

Den fullstendige løsningen av en inhomogen andreordens likning er summen av den homogene løsningen (to frie konstanter) og én bestemt partikulærløsning.

y_hhomogen løsning (fra karakteristisk likning)
y_sén partikulærløsning som løser hele likningen
svingende-losning-formel

Svingende løsning (komplekse røtter)

Generell løsning når karakteristisk likning har komplekse røtter . Realdelen styrer om amplituden vokser, avtar eller holder seg konstant.

urealdel av røttene — styrer vekst/dempning
vimaginærdel av røttene — styrer svingefrekvensen
terminalfart-formel

Terminalfart

Farten til et objekt i fritt fall med luftmotstand proporsjonal med farten. Konvergerer mot terminalfarten når , uavhengig av startfarten.

mmasse
gtyngdeakselerasjon
kluftmotstandskonstant

Læringsmål

Hva du skal kunne etter å ha lest kapittelet.

  1. 01Sette opp og løse et initialverdiproblem for en separabel eller lineær førsteordens differensiallikning, med integrerende faktor der det trengs
  2. 02Løse en homogen andreordens likning med konstante koeffisienter for alle tre rottilfeller — reelle, doble og komplekse røtter
  3. 03Forklare hvorfor gjetningen y=e^(rt) leder til karakteristisk likning r²+ar+b=0
  4. 04Finne en partikulærløsning med ubestemte koeffisienter, og vite når gjetningen må multipliseres med t eller t² fordi k er rot i karakteristisk likning
  5. 05Sette sammen generell løsning y=y_h+y_s for en inhomogen andreordens likning
  6. 06Bruke logistisk vekst og terminalfart-modellen til å beskrive vekst med begrenset kapasitet og fall med luftmotstand