|
|
Volledige Oplossingen. |
©
h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl) |
|
|
|
|
|
Even bekijken wat we nou
eigenlijk gedaan hebben.... We bekeken tweede orde
differentiaalvergelijkingen van de vorm: y'' + py'
+ qy + r = 0,
Het oplossysteem was in grote lijnen als volgt: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Het is de vraag of die laatste
stap (dat vinden van A en B) wel altijd lukt!
Stel dat de beginvoorwaarden zijn y(0) = y0
en y'(0) = y'0 .
Dan komt het vinden van A en B neer op het oplossen van dit stelsel van
twee vergelijkingen:
Ay1(0) + By2(0) + p(0) = y0
Ay1' (0) + By2'
(0) + p'(0) = y'0
Bedenk goed dat daarin de enige onbekenden die A en B zijn.
We gaan dit oplossen door de eerste vergelijking als A = .... te
schrijven en dat dan in te vullen in de tweede. |
|
|
⇒
y0y1'(0) -
By2(0)y1'(0) -
p(0)y1'(0)
+ By2'(0)y1(0) + p'(0)y1(0)
= y0'y1(0)
⇒ B ·
{y2'(0)y1(0)
- y2(0)y1'(0)}
= y0'y1(0) - y0y1'(0)
+ p(0)y1'(0) - p'(0)y1(0). |
|
|
|
|
|
|
Dat geeft een oplossing voor B,
behalve.... als die noemer nul is!
En ook andersom: als je van de ene vergelijking B = .... maakt en
dat invult in de andere vergelijking, dan krijg je een uitdrukking voor
A met precies diezelfde noemer!!
Die noemer is nogal belangrijk dus!
Hij heet de "Wronskiaan" (ook wel de "Wronski-determinant").
Als je wél waarden voor A en B kunt vinden, dan heet het stelsel y1,
y2 een volledig stelsel oplossingen
van de differentiaalvergelijking. |
|
|
|
|
y1, y2
is een volledig stelsel, als geldt:
y1(0)
· y2'(0) -
y1'(0) ·
y2(0)
¹ 0 |
|
|
|
|
|
En natuurlijk geldt dit niet
alleen voor x = 0: je kunt immers elke y(x)
en y'(x) als "begin"waarden
nemen. Dus in het algemeen moet gelden: |
|
|
|
|
y1, y2
is een volledig stelsel, als geldt:
y1(x)
· y2'(x) -
y1'(x) ·
y2(x)
¹ 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
a. |
Toon aan dat de vergelijkingen y1
= eλ1x
en y2 = eλ2x
die je vindt uit de karakteristieke vergelijking, altijd
een volledig stelsel zijn als
λ1
≠
λ2. |
|
|
|
|
|
|
b. |
Toon aan dat de vergelijkingen y1
= eλx en
y2 = xeλx
die je vindt uit de karakteristieke vergelijking als D = 0,
altijd een volledig stelsel zijn. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
©
h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl) |
|