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

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

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

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

DIFFERENTIALLIGNINGER NOTER TIL CALCULUS 2003 AARHUS UNIVERSITET

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

Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt Stabilitet

Calculus Uge

Nøgleord og begreber Eksistens og entydighed Retningsfelt Eulers metode Hastighedsfelt Stabilitet

Besvarelser til de to blokke opgaver på Ugeseddel 7

Oversigt Matematik Alfa 1, August 2002

DesignMat Uge 5 Systemer af lineære differentialligninger II

er en n n-matrix af funktioner

Oversigt Matematik Alfa 1, Januar 2003

EKSAMENSOPGAVELØSNINGER CALCULUS 2 (2005) AUGUST 2006 AARHUS UNIVERSITET

DesignMat Uge 4 Systemer af lineære differentialligninger I

Vejledende besvarelse på august 2009-sættet 2. december 2009

x 2 + y 2 dx dy. f(x, y) = ln(x 2 + y 2 ) + 2 1) Angiv en ligning for tangentplanen til fladen z = f(x, y) i punktet

Modulpakke 3: Lineære Ligningssystemer

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

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.

DesignMat Uge 1 Gensyn med forårets stof

Oversigt [LA] 10, 11; [S] 9.3

Lektion 13 Homogene lineære differentialligningssystemer

Egenværdier og egenvektorer

DesignMat Lineære differentialligninger I

EKSAMENSOPGAVELØSNINGER CALCULUS 2 (2005) JANUAR 2006 AARHUS UNIVERSITET.. Beregn den retningsafledede D u f(0, 0).

DesignMat Lineære differentialligninger I

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.

Den homogene ligning. Vi betragter den n te ordens, homogene, lineære differentialligning. d n y dt n. an 1 + any = 0 (1.2) dt. + a1 d n 1 y dt n 1

DESIGNMAT FORÅR 2012: UGESEDDEL Forberedelse Læs alle opgaverne fra tidligere ugesedler, og læg særlig mærke til dem du har spørgsmål til.

Lineære 1. ordens differentialligningssystemer

DesignMat Uge 1 Repetition af forårets stof

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.

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.

Figur. To ligninger i to ubekendte. Definition Ved m lineære ligninger med n ubekendte forstås. Definition 6.4 Givet ligningssystemet

Lineære 1. ordens differentialligningssystemer

Chapter 3. Modulpakke 3: Egenværdier. 3.1 Indledning

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 4

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

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 5

Lineær algebra: Egenværdier, egenvektorer, diagonalisering

Lotka-Volterra modellen

Oversigt [LA] 3, 4, 5

Lineære 1. ordens differentialligningssystemer

Diagonalisering. Definition (diagonaliserbar)

Definition multiplikation En m n-matrix og en n p-matrix kan multipliceres (ganges sammen) til en m p-matrix.

Nøgleord og begreber. Definition multiplikation En m n-matrix og en n p-matrix kan multipliceres (ganges sammen) til en m p-matrix.

Københavns Universitet, Det naturvidenskabelige Fakultet. Forelæsningsnote 8. (NB: Noten er ikke en del af pensum)

Fordybelsesprojekt Matematik 2, forår 2005 Potensrækker

Symmetriske og ortogonale matricer Uge 7

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

Mat H 2 Øvelsesopgaver

Symmetriske og ortogonale matricer Uge 6

Eksempel på 2-timersprøve 1 Løsninger

Tidligere Eksamensopgaver MM505 Lineær Algebra

DesignMat. Preben Alsholm. September Egenværdier og Egenvektorer. Preben Alsholm. Egenværdier og Egenvektorer

Eksempel på 2-timersprøve 2 Løsninger

Besvarelse af Eksamensopgaver Juni 2005 i Matematik H1

Oversigt [LA] 11, 12, 13

Reeksamen i Calculus

Symmetriske matricer

DesignMat Uge 2. Preben Alsholm. Efterår Lineære afbildninger. Preben Alsholm. Lineære afbildninger. Eksempel 2 på lineær.

Oversigt [LA] 1, 2, 3, [S] 9.1-3

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

Opgave nr. 1. Find det fjerde Taylorpolynomium. (nul). Opgave nr Lad der være givet et sædvanligt retvinklet koordinatsystem

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

Lektion ordens lineære differentialligninger

Matematisk modellering og numeriske metoder

Matematisk modellering og numeriske metoder

Lineær Algebra F08, MØ

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

Nøgleord og begreber Ortogonalt komplement Tømrerprincippet. [LA] 13 Ortogonal projektion

Lineære ligningssystemer og Gauss-elimination

Oversigt [S] 2.7, 2.9, 11.4

Oversigt [LA] 6, 7, 8

Noter om Komplekse Vektorrum, Funktionsrum og Differentialligninger LinAlg 2004/05-Version af 16. Dec.

Lektion 12. højere ordens lineære differentiallininger. homogene. inhomogene. eksempler

Besvarelser til Calculus og Lineær Algebra Globale Forretningssystemer Eksamen - 3. Juni 2014

Besvarelser til Lineær Algebra med Anvendelser Ordinær Eksamen 2016

Noter til An0 DIFFERENTIALLIGNINGER MED KONSTANTE KOEFFICIENTER

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

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

Oversigt [LA] 1, 2, 3, [S] 9.1-3

12.1 Cayley-Hamilton-Sætningen

DiploMat 1 Inhomogene lineære differentialligninger

Ekstremum for funktion af flere variable

Fordybelsesprojekt Analyse 2, forår 2012 Potensrækker

Oversigt [S] 2.7, 2.9, 11.4

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen - 3. Januar 2017

DesignMat Uge 11 Lineære afbildninger

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.

Egenværdier og egenvektorer

Lineær Algebra eksamen, noter

DOK-facitliste DOK. DOK-facitliste 1

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen Juni 2017

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

Noter til Lineær Algebra

Transkript:

Oversigt [S] 7.3, 7.4, 7.5, 7.6; [LA] 14, 15 Nøgleord og begreber Separable ligninger 1. ordens lineær ligning August 2002, opgave 7 Rovdyr-Byttedyr system 1. ordens lineært system Opgave Calculus 2-2005 Uge 48.2-1

Separabel ligning [S] 7.3 Separable equations Definition En 1. ordens differentialligning 1 dy dx = g(x)f(y) kaldes separabel. Calculus 2-2005 Uge 48.2-2

Separabel ligning [S] 7.3 Separable equations Definition En 1. ordens differentialligning 1 dy dx = g(x)f(y) kaldes separabel. Løsning Integration 2 dy f(y) = g(x)dx Fastlægger løsninger optil en konstant. Calculus 2-2005 Uge 48.2-2

1. ordens lineær ligning [LA] 14 Lineær differentialligning Definition 1 Den lineœre 1. ordens differentialligning er dy dx = a(x)y + b(x) En partikulær løsning er en differentiabel funktion y(x) som opfylder y (x) = a(x)y(x) + b(x) Den fuldstœndige løsning er en angivelse af alle løsninger. Ligningen dy = a(x)y kaldes homogen og er den homogene dx part af den inhomogene, b 0, ligning ovenfor. Calculus 2-2005 Uge 48.2-3

Superposition [LA] 14 Lineær differentialligning Sætning 22 Hvis z 1 (x),z 2 (x) er løsninger til den homogene lineœre differentialligning dy dx = a(x)y så er enhver linearkombination også en løsning. z(x) = C 1 z 1 (x) + C 2 z 2 (x) Calculus 2-2005 Uge 48.2-4

Superposition [LA] 14 Lineær differentialligning Sætning 22 - fortsat Hvis z 0 (x) er en løsning til den inhomogene lineœre differentialligning dy dx = a(x)y + b(x) så er enhver løsning af formen y(x) = z(x) + z 0 (x) hvor z(x) er en løsning til den homogene part af systemet. Calculus 2-2005 Uge 48.2-5

1. ordens lineær ligning [LA] 14 Lineær differentialligning Sætning 23 Den lineœre ligning med konstante koefficienter dy dx = ay + b har fuldstœndig løsning givet ved a = 0: y(x) = C + bx a 0: hvor C er arbitrœr. y(x) = Ce ax b a Calculus 2-2005 Uge 48.2-6

1. ordens lineær ligning [LA] 14 Lineær differentialligning Sætning 24 Den homogene lineœre ligning har fuldstœndig løsning dy dx = a(x)y y(x) = Ce A(x) hvor C er arbitrœr og A(x) = a(x) dx Calculus 2-2005 Uge 48.2-7

1. ordens lineær ligning [LA] 14 Lineær differentialligning Sætning 24 - Bevis er separabel med løsninger dy y = dy dx = a(x)y a(x)dx ln y = A(x) + K y(x) = Ce A(x) Calculus 2-2005 Uge 48.2-8

1. ordens lineær ligning [LA] 14 Lineær differentialligning Sætning 25 Den generelle lineœre ligning dy dx = a(x)y + b(x) har fuldstœndig løsning y(x) = Ce A(x) + B(x)e A(x) hvor C er arbitrœr og A(x) = a(x) dx, B(x) = e A(x) b(x)dx Calculus 2-2005 Uge 48.2-9

1. ordens lineær ligning [LA] 14 Lineær differentialligning Sætning 23, 25 - Bevis z(x) = e A(x) y(x) opfylder ligningen som integreres til og forlænges til dz dx = e A(x) b(x) z(x) = B(x) + C y(x) = Ce A(x) + B(x)e A(x) Calculus 2-2005 Uge 48.2-10

1. ordens lineær ligning [LA] 14 Lineær differentialligning Metode dy = a(x)y + b(x) dx 1. Bestem en stamfunktion A(x) = a(x) dx 2. Bestem en stamfunktion B(x) = e A(x) b(x)dx 3. Skriv løsningen y(x) = Ce A(x) + B(x)e A(x) Calculus 2-2005 Uge 48.2-11

Opgave Matematik Alfa 1, August 2002 Opgave 1 Angiv den fuldstændige løsning til differentialligningen y + 2y = xe 2x + 3 Angiv endvidere den partikulære løsning y(x), der opfylder y(0) = 2. Calculus 2-2005 Uge 48.2-12

Opgave Matematik Alfa 1, August 2002 Opgave 1 Angiv den fuldstændige løsning til differentialligningen y + 2y = xe 2x + 3 Angiv endvidere den partikulære løsning y(x), der opfylder y(0) = 2. Løsning giver y = 2y + (xe 2x + 3) a(x) = 2,b(x) = xe 2x + 3 Calculus 2-2005 Uge 48.2-12

Opgave Matematik Alfa 1, August 2002 Opgave 1 - fortsat A(x) = a(x)dx = 2dx = 2x B(x) = e A(x) b(x)dx = e 2x (xe 2x + 3)dx Som giver = 1 2 x2 + 3 2 e2x Calculus 2-2005 Uge 48.2-13

Opgave Matematik Alfa 1, August 2002 Opgave 1 - fortsat fuldstændig løsning y(x) = Ce A(x) + B(x)e A(x) = Ce 2x + ( 1 2 x2 + 3 2 e2x )e 2x = Ce 2x + 1 2 x2 e 2x + 3 2 Calculus 2-2005 Uge 48.2-14

Opgave Matematik Alfa 1, August 2002 Opgave 1 - fortsat I den partikulære løsning bestemmes C ved y(0) = 2. y(0) = Ce 0 + 3 2 = 2 C = 2 3 2 = 1 2 Calculus 2-2005 Uge 48.2-15

Opgave Matematik Alfa 1, August 2002 Opgave 1 - fortsat I den partikulære løsning bestemmes C ved y(0) = 2. y(0) = Ce 0 + 3 2 = 2 I alt er løsningen C = 2 3 2 = 1 2 y(x) = 1 2 e 2x + 1 2 x2 e 2x + 3 2 = 1 2 (1 + x2 )e 2x + 3 2 Calculus 2-2005 Uge 48.2-15

Rovdyr-byttedyr [S] 7.6 Predator-prey systems Lotka-Volterra ligningerne 1 dr dt dw dt = kr arw = rw + brw er et system af koplede differentialligninger, der beskriver en udviklingen i en bestand af rovdyr W(t) (ulve) og byttedyr R(t) (harer) med tiden t. Calculus 2-2005 Uge 48.2-16

Rovdyr-byttedyr [S] 7.6 Predator-prey systems Lotka-Volterra ligningerne 1 dr dt dw dt = kr arw = rw + brw er et system af koplede differentialligninger, der beskriver en udviklingen i en bestand af rovdyr W(t) (ulve) og byttedyr R(t) (harer) med tiden t. Det er ikke muligt at løse disse analytisk (ved udtryk i elementære funktioner af t). Calculus 2-2005 Uge 48.2-16

Lineært system Definition 1 Ved et lineœrt differentialligningssystem (2 ligninger) med konstante koefficienter forstås dy 1 dx = a 11 y 1 + a 12 y 2 + b 1 dy 2 dx = a 21 y 1 + a 22 y 2 + b 2 Calculus 2-2005 Uge 48.2-17

Lineært system Definition 1 Ved et lineœrt differentialligningssystem (2 ligninger) med konstante koefficienter forstås dy 1 dx = a 11 y 1 + a 12 y 2 + b 1 dy 2 dx = a 21 y 1 + a 22 y 2 + b 2 En løsning er differentiable funktioner x y 1 (x),x y 2 (x) som indsat opfylder lignningerne. Calculus 2-2005 Uge 48.2-17

Lineært system Definition 1 - matrixform For 2 2-matricen A = (a ij ), koefficientmatricen, og 2-søjlerne b = (b i ), y(x) = (y i (x)) skrives differentialligningssystem dy dx = Ay + b Calculus 2-2005 Uge 48.2-18

Lineært system Definition 1 - matrixform For 2 2-matricen A = (a ij ), koefficientmatricen, og 2-søjlerne b = (b i ), y(x) = (y i (x)) skrives differentialligningssystem dy dx = Ay + b eller ( ) dy1 dx dy 2 dx = ( ) ( a 11 a 12 a 21 a 22 y 1 y 2 ) + ( b 1 b 2 ) Calculus 2-2005 Uge 48.2-18

Lineært system Definition 1 - matrixform For 2 2-matricen A = (a ij ), koefficientmatricen, og 2-søjlerne b = (b i ), y(x) = (y i (x)) skrives differentialligningssystem dy dx = Ay + b eller ( ) dy1 dx dy 2 dx En løsning skrives = ( ) ( a 11 a 12 a 21 a 22 x y(x) = y 1 y 2 ) ( ) y 1 (x) y 2 (x) + ( b 1 b 2 ) Calculus 2-2005 Uge 48.2-18

Lineært system Notation 2 Givet 2 2-matricen A = (a ij ) og 2-søjlerne b = (b i ), y(x) = (y i (x)) kaldes systemet dy dx = Ay homogent og er den homogene part af det inhomogene, b 0, system dy dx = Ay + b Calculus 2-2005 Uge 48.2-19

Superposition Sætning 26 Betragt 2 2-matricen A = (a ij ) og 2-søjlen y(x) = (y i (x)). Hvis z 1 (x),z 2 (x) er løsninger til det homogene lineœre differentialligningssystem så er enhver linearkombination også en løsning. dy dx = Ay z(x) = C 1 z 1 (x) + C 2 z 2 (x) Calculus 2-2005 Uge 48.2-20

Superposition Sætning 26 - fortsat Betragt yderligere 2-søjlen b. Hvis z 0 (x) er en løsninger til det inhomogene lineœre differentialligningssystem så er enhver løsning af formen dy dx = Ay + b y(x) = z(x) + z 0 (x) hvor z(x) er en løsning til den homogene part af systemet. Calculus 2-2005 Uge 48.2-21

Lineært system Eksempel 1 Systemet y 1 = λ 1y 1 y 2 = λ 2 y 2 har diagonalmatricen Λ = ( ) λ 1 0 0 λ 2 som koefficientmatrix. e 1,e 2 er egenvektorer og basis for R 2. Calculus 2-2005 Uge 48.2-22

Lineært system Eksempel 1 - fortsat Fra Særning 1.3 fås den fuldstændige løsning y 1 (x) = C 1 e λ 1x, y 2 (x) = C 2 e λ 2x på vektorform giver dette ( ) ( ) ( y 1 (x) C 1 e λ 1x y(x) = = = C y 2 (x) C 2 e λ 2x 1 eller udtrykt ved egenvektorerne e λ 1x 0 ) + C 2 ( 0 e λ 2x ) y(x) = C 1 e λ 1x e 1 + C 2 e λ 2x e 2 Calculus 2-2005 Uge 48.2-23

Lineært system Sætning 27 Betragt 2 2-matricen A = (a ij ) og 2-søjlen y(x) = (y i (x)) samt det homogene lineœre differentialligningssystem dy dx = Ay Hvis u er en egenvektor for A med egenvœrdi λ, så er løsninger, hvor C er arbitrær. y(x) = Ce λx u Calculus 2-2005 Uge 48.2-24

Lineært system Sætning 28 Betragt 2 2-matricen A = (a ij ) og 2-søjlerne b = (b i ), y(x) = (y i (x)) samt det lineœre differentialligningssystem dy dx = Ay + b En konstant funktion y(x) = v er en løsning, hvis Av = b. Hvis yderligere u er en egenvektor for A med egenvœrdi λ, så er løsninger, hvor C er arbitrær. y(x) = Ce λx u + v Calculus 2-2005 Uge 48.2-25

Lineært system Sætning 29 Betragt 2 2-matricen A = (a ij ) og 2-søjlen y(x) = (y i (x)) samt det homogene lineœre differentialligningssystem Hvis dy dx = Ay y 0 = C 1 u 1 + C 2 u 2 er en linearkombination af egenvektorer for A, med egenvœrdier λ 1,λ 2, Au j = λ j u j, så er y(x) = C 1 e λ 1x u 1 + C 2 e λ 2x u 2 en løsning, der opfylder y(0) = y 0. Calculus 2-2005 Uge 48.2-26

Lineært system Sætning 30 Betragt 2 2-matricen A = (a ij ) og 2-søjlen y(x) = (y i (x)) samt det homogene lineœre differentialligningssystem dy dx = Ay Hvis matricen U med søjler u 1,u 2 diagonaliserer A med egenvœrdier λ 1,λ 2, Au j = λ j u j, så er den fuldstændige løsning givet ved y(x) = C 1 e λ 1x u 1 + C 2 e λ 2x u 2 hvor C 1,C 2 er arbitrœre. Calculus 2-2005 Uge 48.2-27

Lineært system Sætning 31 Betragt 2 2-matricen A = (a ij ) og 2-søjlerne b = (b i ), y(x) = (y i (x)) samt det lineœre differentialligningssystem dy dx = Ay + b En konstant funktion y(x) = v er en løsning, hvis Av = b. Hvis matricen U med søjler u 1,u 2 diagonaliserer A med egenvœrdier λ 1,λ 2, Au j = λ j u j, så er den fuldstændige løsning givet ved y(x) = C 1 e λ 1x u 1 + C 2 e λ 2x u 2 + v hvor C 1,C 2 er arbitrœre. Calculus 2-2005 Uge 48.2-28

Opgave Opgave 1 Betragt differentialligningssystemet y 1 = y 1 + y 2 y 2 = 8y 1 y 2 Det oplyses, at vektoren u = (1, 2) er en egenvektor for matricen A = ( ) 1 1 8 1 Angiv den løsning y(x) = (y 1 (x),y 2 (x)) der opfylder y(0) = u, altså (y 1 (0),y 2 (0)) = (1, 2). Calculus 2-2005 Uge 48.2-29

Opgave Opgave 1 - fortsat Egenværdien λ = 3 fås af udregningen ( ) ( ) 1 1 1 Au = = 8 1 2 ( ) 3 6 = 3u I følge [LA] Sætning 27 er ( ) y(x) = Ce 3x 1 2 løsninger for alle valg af C. Calculus 2-2005 Uge 48.2-30

Opgave Opgave 1 - fortsat ( ) y(x) = Ce 3x 1 2 som opfylder (y 1 (0),y 2 (0)) = C(1, 2) = (1, 2) fås for C = 1. Den ønskede løsning skrevet ud y 1 (x) = e 3x y 2 (x) = 2e 3x Calculus 2-2005 Uge 48.2-31

Opgave Opgave 2 Angiv den fuldstændige løsning til differentialligningssystemet y 1 = y 1 + 2y 2 8 y 2 = 2y 1 + y 2 7 Calculus 2-2005 Uge 48.2-32

Opgave Opgave 2 Angiv den fuldstændige løsning til differentialligningssystemet y 1 = y 1 + 2y 2 8 y 2 = 2y 1 + y 2 7 Løsning Koefficientmatricen er A = ( ) 1 2 2 1 Calculus 2-2005 Uge 48.2-32

Opgave Opgave 2 - fortsat Egenværdierne findes som rødder i det karakteristiske polynomium A λi 2 = 1 λ 2 2 1 λ = λ 2 2λ 3 Calculus 2-2005 Uge 48.2-33

Opgave Opgave 2 - fortsat Egenværdierne findes som rødder i det karakteristiske polynomium A λi 2 = 1 λ 2 2 1 λ = λ 2 2λ 3 Egenværdier λ 1 = 1, λ 2 = 3 Calculus 2-2005 Uge 48.2-33

Opgave Opgave 2 - fortsat Egenvektorer hørende til egenværdien 1: A + I = ( ) 2 2 2 2 ( ) 1 1 0 0 giver egenvektorer ( x 1 x 2 ) = ( x 2 x 2 ) = x 2 ( ) 1 1 Calculus 2-2005 Uge 48.2-34

Opgave Opgave 2 - fortsat Egenvektorer hørende til egenværdien 3: ( ) 2 2 A 3I = 2 2 ( ) 1 1 0 0 giver egenvektorer ( x 1 x 2 ) = ( x 2 x 2 ) = x 2 ( ) 1 1 Calculus 2-2005 Uge 48.2-35

Opgave Opgave 2 - fortsat Den fuldstændige løsning til den homogene part y 1 = y 1 + 2y 2 y 2 = 2y 1 + y 2 er i følge [LA] Sætning 30 ( y(x) = C 1 e x 1 1 ) + C 2 e 3x ( ) 1 1 Skrevet ud y 1 (x) = C 1 e x + C 2 e 3x y 2 (x) = C 1 e x + C 2 e 3x Calculus 2-2005 Uge 48.2-36

Opgave Opgave 2 - fortsat En konstant løsning y(x) = v = (v 1,v 2 ) skal opfylde 0 = v 1 + 2v 2 8 0 = 2v 1 + v 2 7 Calculus 2-2005 Uge 48.2-37

Opgave Opgave 2 - fortsat En konstant løsning y(x) = v = (v 1,v 2 ) skal opfylde 0 = v 1 + 2v 2 8 0 = 2v 1 + v 2 7 Løsning Dette løses v = ( ) 2 3 Calculus 2-2005 Uge 48.2-37

Opgave Opgave 2 - fortsat Den fuldstændige løsning til systemet er i følge [LA] Sætning 31 ( y(x) = C 1 e x 1 1 y 1 = y 1 + 2y 2 8 y 2 = 2y 1 + y 2 7 ) + C 2 e 3x ( ) 1 1 + ( ) 2 3 Skrevet ud y 1 (x) = C 1 e x + C 2 e 3x + 2 y 2 (x) = C 1 e x + C 2 e 3x + 3 Calculus 2-2005 Uge 48.2-38

Ingen egenværdier Eksempel 2 Betragt det lineære system y 1 = y 1 y 2 y 2 = y 1 + y 2 Calculus 2-2005 Uge 48.2-39

Ingen egenværdier Eksempel 2 Betragt det lineære system y 1 = y 1 y 2 y 2 = y 1 + y 2 Koefficientmatricen A = ( ) 1 1 1 1 har karakteristisk polynomium λ 2 2λ + 2 med diskriminant 4 og dermed ingen egenværdier. Calculus 2-2005 Uge 48.2-39

Ingen egenværdier Eksempel 2 - Løsning Ved brug af komplekse tal findes løsningen ved metoden med egenvektorer ( ) ( ) y(x) = C 1 e x cos x + C 2 e x sin x sinx cosx Calculus 2-2005 Uge 48.2-40

Ingen egenværdier Eksempel 2 - Løsning Ved brug af komplekse tal findes løsningen ved metoden med egenvektorer ( ) ( ) y(x) = C 1 e x cos x + C 2 e x sin x sinx cosx Skrevet ud y 1 (x) = C 1 e x cosx C 2 e x sinx y 2 (x) = C 1 e x sin x + C 2 e x cosx Calculus 2-2005 Uge 48.2-40

1 egenværdi Eksempel 3 Betragt det lineære system y 1 = 3y 1 + y 2 y 2 = 3y 2 Calculus 2-2005 Uge 48.2-41

1 egenværdi Eksempel 3 Betragt det lineære system y 1 = 3y 1 + y 2 y 2 = 3y 2 Koefficientmatricen A = ( ) 3 1 0 3 har egenværdi 3 og egenrum E 3 = span(e 1 ). Calculus 2-2005 Uge 48.2-41

1 egenværdi Eksempel 3 - Løsning Løsningen bestemmes ved metoden med egenvektorer ( ) ( ) y(x) = C 1 e 3x 1 + C 2 e 3x x 0 1 Calculus 2-2005 Uge 48.2-42

1 egenværdi Eksempel 3 - Løsning Løsningen bestemmes ved metoden med egenvektorer ( ) ( ) y(x) = C 1 e 3x 1 + C 2 e 3x x 0 1 Skrevet ud Gør prøve! y 1 (x) = C 1 e 3x + C 2 e 3x x y 2 (x) = C 2 e 3x Calculus 2-2005 Uge 48.2-42