Fri vækstmodel t tid og P (t) kvantitet. dp dt = kp Løsninger P (t) = Ce kt C fastlægges ved en begyndelsesværdi. Oversigt [S] 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.

Relaterede dokumenter
Oversigt [S] 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5

Oversigt [S] 7.3, 7.4, 7.5, 7.6; [DL] 1, 2

Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt Stabilitet

Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt Stabilitet

Oversigt [S] 7.2, 7.5, 7.6; [LA] 18, 19

Nøgleord og begreber Separable ligninger 1. ordens lineær ligning August 2002, opgave 7 Rovdyr-Byttedyr system 1. ordens lineært system Opgave

Matematisk modellering og numeriske metoder

er en n n-matrix af funktioner

Oversigt Matematik Alfa 1, Januar 2003

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 1

MM501 forelæsningsslides

Reeksamen i Calculus

Lektion 8 Differentialligninger

DIFFERENTIALLIGNINGER NOTER TIL CALCULUS 2003 AARHUS UNIVERSITET

Løsninger til eksamensopgaver på A-niveau 2019 ( ) ( )

Nøgleord og begreber. Definition 15.1 Den lineære 1. ordens differentialligning er

Prøveeksamen i Calculus

Oversigt [S] 7.3, 7.4, 7.5, 7.6; [LA] 15, 16, 17

Løsninger til eksamensopgaver på A-niveau 2018

Det Teknisk-Naturvidenskabelige Basisår Computerstøttet Beregning Naturvidenskab - Datalogi/Software/Matematik E-OPG 3

Differentialligninger med TI-Interactive!

Sætning (Kædereglen) For f(u), u = g(x) differentiable er den sammensatte funktion F = f g differentiabel med

Oversigt Matematik Alfa 1, August 2002

Hvis man ønsker mere udfordring, kan man springe de første 7 opgaver over. Skitser det omdrejningslegeme, der fremkommer, når grafen for f ( x)

Calculus Uge

Hvis man ønsker mere udfordring, kan man springe de første 7 opgaver over. Skitser det omdrejningslegeme, der fremkommer, når grafen for f ( x)

af koblede differentialligninger (se Apostol Bind II, s 229ff) 3. En n te ordens differentialligning

Nøgleord og begreber Analysens hovedsætning Stamfunktioner Itereret integral Test itereret integral Fubinis sætning Test Fubini Eksempler Test produkt

MM501 forelæsningsslides

Lektion 13 Homogene lineære differentialligningssystemer

Mat H 2 Øvelsesopgaver

Oversigt [S] 2.7, 2.9, 11.4

Differentialligninger. Ib Michelsen

Test grafisk afledede Højere partielle afledede Differentiationsordenen er ligegyldig Partielle differentialligninger Test Laplaces ligning

MATEMATIK A-NIVEAU Vejledende eksempler på eksamensopgaver og eksamensopgaver i matematik, 2012 Differentialligninger

Eksamen i Mat F, april 2006

Opgave 1 Betragt funktionen. x + y for x > 0, y > 0. 3) Angiv en enhedsvektor u så at den retningsafledede D u f(5, 2) er 0.

Komplekse Tal. 20. november UNF Odense. Steen Thorbjørnsen Institut for Matematiske Fag Århus Universitet

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

Eksamen i Calculus. 14. juni f (x, y, z) = 1 + x 2 + y 2. x 2 + y 2 1 Hele rummet uden z aksen

Opgave 1 Lad R betegne kvartcirkelskiven x 2 + y 2 4, x 0, y 0. (Tegn.) Udregn R x2 y da. Løsning y. Opgave 1 - figur. Calculus Uge 50.

Projekt 4.6 Løsning af differentialligninger ved separation af de variable

Differentialligninger nogle beviser og modeller

Matematisk modellering og numeriske metoder. Overskrifter

Løsninger til eksamensopgaver på B-niveau 2017

Løsninger til eksamensopgaver på A-niveau 2016

2. ordens differentialligninger. Svingninger.

Lektion ordens lineære differentialligninger

DOK-facitliste DOK. DOK-facitliste 1

INFINITESIMALREGNING del 3 Differentialligninger Funktioner af flere variable Differentialligningssystemer x-klasserne Gammel Hellerup Gymnasium

Løsninger til eksamensopgaver på B-niveau 2018

Differentialligninger af første orden

Opgave 1 - løsning 1) De partielle afledede beregnes. Opgave 1 Betragt funktionen. x + y for x > 0, y > 0. f x = y 1 (x + y) 2.

Oversigt [S] 4.5, 5.10

Eksamen i Calculus. 14. juni f (x, y, z) = 1 + x 2 + y 2. Hele rummet uden z aksen

Eksamen i Calculus. 14. juni f (x, y, z) = 1 + x 2 + y 2. x 2 + y 2 1 Hele rummet uden z aksen

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen Juni 2018

Opgave 1 - løsning 1) De partielle afledede beregnes. Opgave 1 Betragt funktionen. x + y for x > 0, y > 0. f x = y 1 (x + y) 2.

DesignMat Lineære differentialligninger I

Differentialligninger

Besvarelser til Calculus Ordinær eksamen - Forår - 6. Juni 2016

13 -Integralregning. Hayati Balo, AAMS,Århus. 1. Det ubestemte integrale som betegnes med f (x)dx. 2. Det bestemte integrale som betegnes med b

Numeriske metoder - til løsning af differentialligninger - fra borgeleo.dk

MM501 forelæsningsslides

Løsninger til eksamensopgaver på A-niveau 2017

Løsninger til eksamensopgaver på B-niveau maj 2016: Delprøven UDEN hjælpemidler 4 4

Nøgleord og begreber Analysens hovedsætning Stamfunktioner Itereret integral Test itereret integral Fubinis sætning Test Fubini Eksempler Test produkt

Reeksamen i Calculus. Første Studieår ved Det Tekniske Fakultet for IT og Design samt Det Ingeniør- og Naturvidenskabelige Fakultet. 17.

Eksamensspørgsmål mabe, sommer Spørgsmål 1: Funktioner

Eksamen i Calculus. Første Studieår ved Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet og Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet. 6.

DesignMat Lineære differentialligninger I

MATEMATIK A-NIVEAU. Kapitel 1

Eksamensspørgsmål. Spørgsmål 1: Funktioner

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen Juni 2019

Oversigt [S] 5.2, 5.4, 12.1

Lektion 9 Vækstmodeller

Vejledende besvarelse på august 2009-sættet 2. december 2009

Oversigt [S] 2.7, 2.9, 11.4

Eksamensspørgsmål. Spørgsmål 1: Funktioner

Differential- ligninger

Løsningsforslag Mat B August 2012

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen Januar 2019

Integralregning Infinitesimalregning

Matematik A. Studentereksamen. Forberedelsesmateriale til de digitale eksamensopgaver med adgang til internettet. stx141-matn/a

Peter Harremoës Matematik A med hjælpemidler 17. august Stamfunktionen til t 1 /2. Grænserne er indsat i stamfunktionen. a 2 +9.

MatBio. = r K xy, dx dt. = r xy. (2)

Besvarelse af stx_081_matb 1. Opgave 2. Opgave 1 2. Ib Michelsen, 2z Side B_081. Reducer + + = + + = Værdien af

matx.dk Differentialregning Dennis Pipenbring

Grafisk bestemmelse - fortsat Støttepunkter. Grafisk bestemmelse y. giver grafen. Niveaukurver og retning u = ( 1

Vektorfelter. enote Vektorfelter

MM501/MM503 forelæsningsslides

Gamle eksamensopgaver (DOK)

Introduktion til Laplace transformen (Noter skrevet af Nikolaj Hess-Nielsen sidst revideret marts 2013)

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

Løsning MatB - januar 2013

Førsteordens lineære differentialligninger

Eksamen i Mat F, april 2006

Kalkulus 1 - Opgaver. Anne Ryelund, Anders Friis og Mads Friis. 20. januar 2015

Projekt 4.9 Bernouillis differentialligning

Transkript:

Oversigt [S] 7., 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 Nøgleord og begreber Vækstmodel Bevægelsesligninger Retningsfelt Separable ligninger Logistisk ligning Eksponentiel vækst Begyndelsesværdiproblem Calculus - 2006 Uge 40.2 - Fri Vækst [S] 7. Modelling with differential equations Fri vækstmodel t tid og P (t) kvantitet dp dt = kp Løsninger P (t) = Ce kt C fastlægges ved en begyndelsesværdi. Calculus - 2006 Uge 40.2-2

Dæmpet vækst [S] 7. Modelling with differential equations Dæmpet vækstmodel t tid og P (t) kvantitet P kp for P << K P < 0 for K < P 2 Løsninger dp dt = kp ( P K ) P (t) = K + Ce kt Calculus - 2006 Uge 40.2-3 Bevægelse [S] 7. Modelling with differential equations Bevægelsesligning t tid og x(t) udsving x hastighed x = k x acceleration m 3 Løsninger d 2 x dt 2 = k m x k k x(t) = C cos( m t) + C 2 sin( m t) Calculus - 2006 Uge 40.2-4

Fjeder [S] 7. Modelling with differential equations Fjeder t tid og x(t) udsving x hastighed x = k x acceleration m 3 Løsninger d 2 x dt 2 = k m x k k x(t) = C cos( m t) + C 2 sin( m t) Calculus - 2006 Uge 40.2-5 Pendul [S] 7. Modelling with differential equations Pendul tilnærmet t tid og x(t) udsving x hastighed x = k m x acceleration 3 Løsninger d 2 x dt 2 = k m x k k x(t) = C cos( m t) + C 2 sin( m t) Calculus - 2006 Uge 40.2-6

Differentialligning [S] 7. Modelling with differential equations Generel ligning 4 y = xy eller 4 Løsning dx = xy y = f(x) f (x) = xf(x) Calculus - 2006 Uge 40.2-7 Differentier funktion Eksempel er løsning til [S] 7. Modelling with differential equations y = + cet ce t 4 y = 2 (y2 ) Gør prøve y = cet ( ce t ) + ( + ce t )ce t ( ce t ) 2 = 2 (y2 ) = ( + ce t ) 2 ( ce t ) 2 = 2 ( ce t ) 2 2ce t ( ce t ) 2 2ce t ( ce t ) 2 Calculus - 2006 Uge 40.2-8

Grafisk løsning Retningsfelt For ligningen y = x + y prøver vi at tilnærme graferne for løsningerne y(x) med små tangentstykker. I et givet punkt (x, y ) vil en tangent have ligning I dette tilfælde Skitsen kaldes et retningsfelt. y = y + y (x )(x x ) y = y + (x + y )(x x ) Calculus - 2006 Uge 40.2-9 Grafisk løsning Retningsfelt y 0 x I punktet (x, y) tegnes et kort linjestykke med hældning y (x) = x + y. En graf skitseres. Calculus - 2006 Uge 40.2-0

Grafisk løsning [S] 7.2 Direction fields... Eksempel - Retningsfelt dx = x3 y + e xy y 0 x Calculus - 2006 Uge 40.2 - Grafisk løsning Retningsfelt For ligningen y = x 2 + y 2 prøver vi at tilnærme grafen for løsningerne y(x) med små tangentstykker. I et givet punkt (x, y ) vil en tangent have ligning y = y + (x 2 + y 2 )(x x ) Calculus - 2006 Uge 40.2-2

Grafisk løsning Retningsfelt y 0 x Calculus - 2006 Uge 40.2-3 For begyndelsesværdiproblemet y = x + y, y(0) = prøver vi at tilnærme løsningen y(x) med differentialet i små intervaller. I et givet punkt (x n, y n ) vil differentialet være = (x n + y n )dx og y y n + (x n + y n )(x x n ) Calculus - 2006 Uge 40.2-4

y y n + (x n + y n )(x x n ) giver rekursionen y n+ = y n + (x n + y n )(x n+ x n ) For en inddeling på x-aksen x 0, x,..., x n, x n+,... tabellægges tilnærmelser til funktionsværdierne y n y(x n ) Calculus - 2006 Uge 40.2-5 Tabellæg løsning til y = x + y, y(0) = x 0 = 0, y 0 = n x n y n 0.000.000 2 0.2000.2200 3 0.3000.3620 4 0.4000.5282 5 0.5000.720 n x n y n 6 0.6000.943 7 0.7000 2.974 8 0.8000 2.4872 9 0.9000 2.859 0.0000 3.875 Calculus - 2006 Uge 40.2-6

For begyndelsesværdiproblemet y = x 2 + y 2, y(0) = prøver vi at tilnærme løsningen y(x) med differentialet i små intervaller. I et givet punkt (x n, y n ) vil differentialet være = (x 2 n + y2 n )dx og y y n + (x 2 n + y 2 n )(x x n ) Calculus - 2006 Uge 40.2-7 Tabellæg løsning til y = x 2 + y 2, y(0) = n x n y n 0.000.0000 2 0.2000.000 3 0.3000.0052 4 0.4000.052 5 0.5000.0343 n x n y n 6 0.6000.0663 7 0.7000.60 8 0.8000.895 9 0.9000.2950 0.0000.4438 Calculus - 2006 Uge 40.2-8

Separabel ligning [S] 7.3 Separable equations Definition En. ordens differentialligning kaldes separabel. Løsning Integration 2 dx = g(x)f(y) f(y) = g(x)dx Fastlægger løsninger optil en konstant. Calculus - 2006 Uge 40.2-9 Separabel ligning [S] 7.3 Separable equations Eksempel 2 er separabel. Løsning dx = 6x 2 2y + cos(y) (2y + cos(y)) = 6x 2 dx Giver løsning bestemt ved ligningen 3 y 2 + sin(y) = 2x 3 + C Calculus - 2006 Uge 40.2-20

Logistisk ligning [S] 7.5 The logistic equation Eksempel. ordens differentialligningen kaldes den logistiske ligning. Løsning Ligningen er separabel 2 dp dt = kp ( P K ) dp P ( P/K) = kdt Calculus - 2006 Uge 40.2-2 Logistisk ligning [S] 7.5 The logistic equation Eksempel - fortsat 2 dp P ( P/K) = kdt integreres til løsninger 4 P (t) = K + Ae kt hvor A = K P (0) P (0) Calculus - 2006 Uge 40.2-22

Vækst [S] 7.4 Exponential growth and decay Definition dt = ky Vækstligningen er separabel med løsninger y = kdt ln y = kt + C y = Ae kt A fastlægges ved y(0) = Ae 0 = A Calculus - 2006 Uge 40.2-23. ordens ligning [S] 7.4 Exponential growth and decay 2 Sætning Løsningen til begyndelsesværdiproblemet dt = ky y(0) = y 0 er givet ved y(t) = y 0 e kt Calculus - 2006 Uge 40.2-24