×   HOME JAVA NETPLOT OCTAVE Traži ...
  matematika2
Eulerova metoda     DIFERENCIJALNE JEDNADŽBE     Snižavanje reda diferencijalne jednadžbe,


Opće rješenje diferencijalne jednadžbe drugog reda

Ispitajte je li $ \displaystyle y=C_1x^{\frac{3}{2}}+C_2$ opće rješenje diferencijalne jednadžbe $ \displaystyle
2xy^{\prime \prime}-y^{\prime}=0$ u području $ x>0$ i odredite partikularno rješenje koje odgovara početnim uvjetima $ \displaystyle y(1)=4$ , $ \displaystyle y^{\prime}(1)=3$ .

Rješenje.

Funkciju $ \displaystyle y(x)=C_1x^{\frac{3}{2}}+C_2$ dva puta deriviramo i dobivamo:

$\displaystyle \displaystyle y^{\prime}(x)=\frac{3}{2}C_1x^{\frac{1}{2}},\quad
\displaystyle y^{\prime \prime}(x)=\frac{3}{4}C_1x^{-\frac{1}{2}}.$

Uvrštavanjem derivacija u zadanu diferencijalnu jednadžbu slijedi

$\displaystyle 2x\cdot \frac{3}{4}C_1x^{-\frac{1}{2}}-\frac{3}{2}C_1x^{\frac{1}{2}}=0$    

pa zaključujemo da je $ \displaystyle y(x)=C_1x^{\frac{3}{2}}+C_2$ opće rješenje zadane diferencijalne jednadžbe.

Da bismo odredili partikularno rješenje, u opće rješenje i njegovu prvu derivaciju ćemo uvrstiti zadane početne uvjete. Na taj način iz uvjeta $ \displaystyle y^{\prime}(1)=3$ dobivamo $ C_1=2$ , a potom, iz uvjeta $ \displaystyle y(1)=4$ slijedi $ C_2=2$ . Dakle, partikularno rješenje koje zadovoljava zadane početne uvjete glasi $ \displaystyle y(x)=2x^{\frac{3}{2}}+2$ .