Tentamenopgaven over hfdst. 1 t/m 4

Vergelijkbare documenten
Hoofdstuk 3: Tweede orde lineaire differentiaalvergelijkingen

Het vinden van een particuliere oplossing

Hoofdstuk 1: Inleiding

WI1708TH Analyse 2. College 5 24 november Challenge the future

Lineaire dv van orde 2 met constante coefficienten

1 Eigenwaarden en eigenvectoren

10.6. Andere warmteproblemen. We hebben warmteproblemen bekeken van de vorm. 0 < x < L, t > 0. w(0, t) = 0, w(l, t) = 0, t 0. u(x, 0) = f(x), 0 x L,

Wiskunde: Voortgezette Analyse

Hoofdstuk 5: Machtreeksoplossingen van tweede orde lineaire differentiaalvergelijkingen

1 WAAM - Differentiaalvergelijkingen

Bekijk nog een keer het stelsel van twee vergelijkingen met twee onbekenden x en y: { De tweede vergelijking van de eerste aftrekken geeft:

Differentiaalvergelijkingen Technische Universiteit Delft

11.3. Inhomogene randwaardeproblemen. We beschouwen eerst inhomogene Sturm- Liouville randwaardeproblemen van de vorm :

f even en g oneven = f g oneven. f(x) dx = 2 Stel dat f een even functie is en dat de Fourierreeks voor f gelijk is aan a n cos nπx + b n sin nπx )

Tentamen Gewone Differentiaal Vergelijkingen II

TENTAMEN ANALYSE 1. dinsdag 3 april 2007,

Toets 3 Calculus 1 voor MST, 4051CALC1Y dinsdag 31 oktober 2017, 13:30 16:30 uur

Wiskundige Technieken

5.8. De Bessel differentiaalvergelijking. Een differentiaalvergelijking van de vorm

Wiskundige Technieken

Differentiaalvergelijkingen Technische Universiteit Delft

Eerste orde partiële differentiaalvergelijkingen

n 2 + 3n + 6 4n 3 3 n + 8n n + 3n + 16 n=1 Indien convergent, bepaal dan ook de waarde van de reeks.

Hoofdstuk 10: Partiële differentiaalvergelijkingen en Fourierreeksen

4051CALC1Y Calculus 1

Functies van één veranderlijke

Lineaire gewone & partiele 1ste en 2de orde differentiaalvergelijkingen

ax + 2 dx con- vergent? n ln(n) ln(ln(n)), n=3 (d) y(x) = e 1 2 x2 e 1 2 t2 +t dt + 2

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

Differentiaalvergelijkingen voor WbMT. wi2051wbmt. Dr. Roelof Koekoek

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Uitwerking Tentamen Calculus, 2DM10, maandag 22 januari 2007

10.8. De Laplace vergelijking. De warmtevergelijking in meerdimensionale ruimten heeft de volgende vorm :

x 1 (t) = ve rt = (a + ib) e (λ+iµ)t = (a + ib) e λt (cos µt + i sin µt) x 2 (t) = ve rt = e λt (a cos µt b sin µt) ie λt (a sin µt + b cos µt).

Notatie Voor een functie y = y(t) schrijven we. Definitie Een differentiaalvergelijking is een vergelijking van de vorm

Functies van één veranderlijke

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

20 OKTOBER y 2 xy 2 = 0. x y = x 2 ± 1 2. x2 + 8,

Hoofdstuk 7: Stelsels eerste orde lineaire differentiaalvergelijkingen

Stelsels differentiaalvergelijkingen

3. Bepaal de convergentie-eigenschappen (absoluut convergent, voorwaardelijk convergent, divergent) van de volgende reeksen: n=1. ( 1) n (n + 1)x 2n.

Differentiaalvergelijkingen Technische Universiteit Delft

Toets 3 Calculus 1 voor MST, 4501CALC1Y donderdag 20 oktober 2016; 13:30-15:30 uur

Technische Universiteit Delft. ANTWOORDEN van Tentamen Gewone differentiaalvergelijkingen, TW2030 Vrijdag 30 januari 2015,

Analyse 1 November 2011 Januari 2011 November 2010

4051CALC1Y Calculus 1

WI1708TH Analyse 3. College 2 12 februari Challenge the future

WI1708TH Analyse 3. College 5 23 februari Challenge the future

1 Stelsels lineaire vergelijkingen.

Differentiaalvergelijkingen

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

Lineaire differentiaalvergelijkingen met constante coëfficienten

OF (vermits y = dy. dx ) P (x, y) dy + Q(x, y) dx = 0

c 0. 1, t c = 0, 0 t < π = 1, π t < 2π f(t) = = 1, 2π t < 3π = 0, t 3π.

n 2 + 2n + 4 3n 2 n + 4n n + 2n + 12 n=1

Hoofdstuk 10: Partiële differentiaalvergelijkingen en Fourierreeksen

4051CALC1Y Calculus 1

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

Hertentamen Calculus 1 voor MST, 4051CALC1Y vrijdag 6 november 2015; uur

Hoofdstuk 1: Inleiding

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

Hertentamen Wiskundige Technieken 1 Donderdag 4 jan 2018, 9-12 uur

Types differentiaal vergelijkingen

UITWERKINGEN d. Eliminatie van a geeft d. Eliminatie van b,

WI1708TH Analyse 2. College 1 10 november Challenge the future

Technische Universiteit Delft Uitwerking Tentamen Analyse 3, WI 2601 Maandag 11 januari 2010,

ENKELE VOORBEELDEN UIT TE WERKEN MET ICT

Aanvullingen van de Wiskunde

Rekenen met letters- Uitwerkingen

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

Complexe eigenwaarden

(2) Bepaal de absolute waarde van (1 + i) 10 + ( x x 1 = 1. (4) Bepaal lim

Lineaire Algebra voor W 2Y650

Tentamen Differentiaalvergelijkingen, (wi1 909TH) woensdag 1 februari 2017, uur.

Toets 4 Calculus 1 voor MST, 4501CALC1Y woensdag 28 oktober 2015; 13:45-15:45 uur Technische Universiteit Delft, Faculteit EWI

H19: Differentiaalvergelijkingen van eerste orde

Proeftoets 3 Calculus 1 voor MST, 4051CALC1Y dinsdag 31 oktober (Leids) studentnummer: A (Keijzer) / B (Kooij) / C (Weber) / D (van den Dries)

Stelsels van lineaire DVen met constante coëfficiënten

Hertentamen Calculus 1 voor MST, 4051CALC1Y vrijdag 11 november 2016; uur

Lineaire Afbeelding Stelsels differentiaalvergelijkingen. 6 juni 2006

Aanvullingen van de Wiskunde / Partiële Differentiaalvergelijkingen

Korte handleiding Maple, bestemd voor gebruik bij de cursus Wiskunde

Tussentijdse evaluatie Analyse I

Differentiaalvergelijkingen

34 HOOFDSTUK 1. EERSTE ORDE DIFFERENTIAALVERGELIJKINGEN

Naam: Studierichting: Naam assistent:

Stelsels lineaire differentiaalvergelijkingen (homogeen)

18.I.2010 Wiskundige Analyse I, theorie (= 60% van de punten)

Lineaire Algebra voor W 2Y650

Uitwerking Proeftentamen Lineaire Algebra 1, najaar y y = 2x. P x. L(P ) y = x. 2/3 1/3 en L wordt t.o.v de standaardbasis gegeven door

Toegepaste wiskunde. voor het hoger beroepsonderwijs. Deel 2 Derde, herziene druk. Uitwerking herhalingsopgaven hoofdstuk 7.

UNIVERSITEIT TWENTE Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

Uitgewerkte oefeningen

Actief gedeelte - Maken van oefeningen

Hoofdstuk 11: Randwaardeproblemen en Sturm-Liouville theorie

Uitwerkingen tentamen Wiskunde B 16 januari 2015

Differentiaalvergelijkingen Technische Universiteit Delft

Combinatoriek groep 2

== Tentamen Analyse 1 == Maandag 12 januari 2009, u

Transcriptie:

Ttamopgav over hfdst. 1 t/m 4 1. donderdag 31 oktober 1996 Bepaal de oplossing van het beginwaardeprobleem y + 4y = 4 cos 2x, y(0) = 1, y (0) = 0. 2. donderdag 31 oktober 1996 Bepaal de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking y + y = 1 cos x. 3. donderdag 9 januari 1997 Bepaal de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking y 2x x 2 + 1 y = + 1 x2 x 5. 4. donderdag 9 januari 1997 Bepaal de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking y 4y = 8x + 4. 5. donderdag 9 januari 1997 Bepaal de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking [Gegev is dat y + y = tan x. ( ) dx cos x cos x = ln.] 1 sin x 6. donderdag 22 januari 1998 Bepaal met behulp van de methode van variatie van constant de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking x 2 y + xy y = 4x. Gegev is dat y 1 (x) = x y 2 (x) = 1 x homoge differtiaalvergelijking. twee basisoplossing zijn van de bijbehorde 7. wosdag 18 maart 1998 Bepaal de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking xy (x + 1)y = x 2 x 3. 1

8. wosdag 18 maart 1998 Bepaal met behulp van de methode van variatie van constant de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking x 2 y 2xy + 2y = x 2. Gegev is dat y 1 (x) = x y 2 (x) = x 2 twee basisoplossing zijn van de bijbehorde homoge differtiaalvergelijking. 9. maandag 14 december 1998 Bepaal met behulp van de methode van variatie van constant de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking (1 + x 2 )y 2xy + 2y = 6(x 2 + 1) 2. Gegev is dat y 1 (x) = x y 2 (x) = x 2 1 twee basisoplossing zijn van de bijbehorde homoge differtiaalvergelijking. 10. maandag 20 december 1999 Bepaal de oplossing van het beginwaardeprobleem dy dx = 2xy2 + 3x 2 y 2, x > 1 y(1) = 1. 11. maandag 20 december 1999 Bepaal de oplossing van het beginwaardeprobleem y 3y + 2y = e 2t + 10 cos t + 4 y(0) = 5, y (0) = 0. 12. maandag 20 december 1999 Bepaal de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking y + y = 6 sin 2 t. 13. wosdag 1 maart 2000 Bepaal de oplossing van het beginwaardeprobleem y 4y + 4y = 4e 2t + 25 sin t + 4t y(0) = 3, y (0) = 0. 14. wosdag 1 maart 2000 Bepaal met behulp van de methode van variatie van constant de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking y + 4y = 4t. [Gegev is dat t cos t dt = cos t + t sin t t sin t dt = sin t t cos t.] 2

15. maandag 22 januari 2001 Bepaal de algeme oplossing van de differtiaalvergelijking y (t) 2y (t) + y(t) = et t, t > 0. 3

Uitwerking van de opgav over hfdst. 1 t/m 4 1. donderdag 31 oktober 1996 De karakteristieke vergelijking is : r 2 + 4 = 0. y h (x) = c 1 cos 2x + c 2 sin 2x. Voor e particuliere oplossing prober we dus : y p (x) = Ax cos 2x + Bx sin 2x. Dan volgt : y p(x) = A( 4x cos 2x 4 sin 2x) + B( 4x sin 2x + 4 cos 2x). Invull geeft dan 4A sin 2x+4B cos 2x = 4 cos 2x, dus : A = 0 B = 1. De algeme oplossing is dus : y(x) = x sin 2x + c 1 cos 2x + c 2 sin 2x. Uit y(0) = 1 y (0) = 0 volgt dan dat c 1 = 1 c 2 = 0. De oplossing van het beginwaardeprobleem is dus : y(x) = x sin 2x + cos 2x. 2. donderdag 31 oktober 1996 De karakteristieke vergelijking is : r 2 + 1 = 0. y h (x) = c 1 cos x + c 2 sin x. We gebruik nu de methode van variatie van constant (zie : 3.7) : Differtiër geeft : Invull geeft dan y(x) = u 1 (x) cos x + u 2 (x) sin x. y (x) = u 1(x) cos x + u 2(x) sin x u }{{} 1 (x) sin x + u 2 (x) cos x y (x) = u 1(x) sin x + u 2(x) cos x u 1 (x) cos x u 2 (x) sin x. u 1(x) sin x + u 2(x) cos x = 1 cos x. u 1 (x) cos x + u 2 (x) sin x = 0 Hieruit volgt dus : De oplossing is dus : u 1 (x) sin x + 1 u 2 (x) cos x = cos x. u 1(x) = sin x cos x u 2(x) = 1, u 1 (x) = ln cos x + c 1 u 2 (x) = x + c 2. y(x) = (cos x) ln cos x + x sin x + c 1 cos x + c 2 sin x. 3. donderdag 9 januari 1997 Merk op, dat de differtiaalvergelijking lineair is. E integrerde factor is 1/(x 2 +1). Dan volgt (zie : 2.1) : ( ) d y(x) dx x 2 = 1 + 1 x 5 = y(x) x 2 + 1 = 1 4x 4 + C = y(x) = x2 + 1 4x 4 + C(x 2 + 1). 4

Het kan ook met de methode van variatie van constant (zie : 2.1, opgave 35 op blz. 39). Los eerst de bijbehorde homoge differtiaalvergelijking op : y 2x dy x 2 y = 0 = + 1 y = 2x x 2 + 1 dx. Hieruit volgt : ln y = ln(x 2 + 1) + K, dus : y h (x) = C(x 2 + 1). Stel nu y(x) = (x 2 + 1)A(x), dan volgt y (x) = (x 2 + 1)A (x) + 2xA(x). Invull geeft dan : (x 2 + 1)A (x) = x2 + 1 x 5 = A (x) = 1 x 5 = A(x) = 1 4x 4 + C. y(x) = x2 + 1 4x 4 + C(x 2 + 1). 4. donderdag 9 januari 1997 De karakteristieke vergelijking is : r 3 4r = 0 r(r 2 4) = 0. y h (x) = c 1 + c 2 e 2x + c 3 e 2x. Voor e particuliere oplossing prober we (zie : 4.3, methode van onbepaalde coëfficiënt) Invull geeft dan : y p (x) = Ax 2 + Bx = y p(x) = 2Ax + B y p (x) = 0. 8Ax 4B = 8x + 4 = A = 1 B = 1. y p (x) = x 2 x de algeme oplossing is y(x) = x 2 x + c 1 + c 2 e 2x + c 3 e 2x. 5. donderdag 9 januari 1997 De karakteristieke vergelijking is : r 2 + 1 = 0. y h (x) = c 1 cos x + c 2 sin x. Stel nu y(x) = u 1 (x) cos x + u 2 (x) sin x (zie : 3.7, methode van variatie van constant). Dan volgt : y (x) = u 1(x) cos x + u 2(x) sin x u }{{} 1 (x) sin x + u 2 (x) cos x y (x) = u 1(x) sin x + u 2(x) cos x u 1 (x) cos x u 2 (x) sin x. Invull geeft dan : u 1 (x) sin x + u 2 (x) cos x = tan x. Hieruit volgt : u 1 (x) cos x + u 2 (x) sin x = 0 u 1 (x) sin x + u 2 (x) cos x = tan x. u 1(x) = sin2 x cos x = 1 cos x + cos x u 2(x) = sin x. ( ) cos x u 1 (x) = ln + sin x + c 1 u 2 (x) = cos x + c 2. 1 sin x De algeme oplossing is dus : y(x) = (cos x) ln ( ) cos x + c 1 cos x + c 2 sin x. 1 sin x 5

6. donderdag 22 januari 1998 Stel (zie : 3.7, methode van variatie van constant) dat dan volgt y(x) = xu 1 (x) + u 2(x) x, y (x) = xu 1(x) + u 2 (x) x } {{ } y (x) = u 1(x) u 2 (x) x 2 Invull geeft dan x 2 u 1 (x) u 2 (x) = 4x. Hieruit volgt : xu 1(x) + u 2 (x) x = 0 of x 2 u 1 (x) u 2 (x) = 4x De algeme oplossing is dus : +u 1 (x) u 2(x) x 2 + 2 u 2(x) x 3. xu 1(x) + u 2 (x) x u 1(x) = 2 x u 2(x) = 2x. = 0 u 1(x) u 2 (x) x 2 = 4 x. u 1 (x) = 2 ln x + c 1 u 2 (x) = x 2 + c 2. y(x) = 2x ln x x + c 1 x + c 2 x of y(x) = 2x ln x + k 1 x + k 2 x. 7. wosdag 18 maart 1998 Merk op, dat de differtiaalvergelijking lineair (zie : 2.1) is. M kan dus volgs de methode van 2.1 e integrerde factor bepal. Schrijf daarvoor de differtiaalvergelijking in de vorm Voor de integrerde factor vind we dan y (1 + 1 x )y = x x2. µ (x) = (1 + 1 e x )µ(x) = µ(x) = x x. We vind dan ( ) d e x dx x y(x) = (1 x)e x = e x x y(x) = xe x + C = y(x) = x 2 + Cxe x. Het kan uiteraard ook met behulp van de methode van variatie van constant (zie : 2.1, opgave 35 op blz. 39). Los daarvoor eerst de bijbehorde homoge differtiaalvergelijking xy (x + 1)y = 0 op. We vind dan x dy dy = (x + 1)y = dx y = (1 + 1 )dx = ln y = x + ln x + K. x 6

y h (x) = Cxe x. We zoek vervolgs e oplossing van de vorm y(x) = u(x)xe x van de inhomoge differtiaalvergelijking. Invull geeft dan u (x)x 2 e x = x 2 x 3 = u (x) = (1 x)e x = u(x) = xe x + C. We vind dus : y(x) = x 2 + Cxe x. 8. wosdag 18 maart 1998 Stel y(x) = xu 1 (x) + x 2 u 2 (x), dan volgt (zie : 3.7) volgs de methode van variatie van constant y (x) = xu 1(x) + x 2 u }{{ 2(x) +u } 1 (x) + 2xu 2 (x) y (x) = u 1(x) + 2xu 2(x) + 2u 2 (x). Invull geeft dan x 2 u 1 (x) + 2x3 u 2 (x) = x2. xu 1 (x) + x2 u 2 (x) = 0 Hieruit volgt : dus : x 2 u 1 (x) + 2x3 u 2 (x) = x2 De algeme oplossing is dus : u 1(x) = 1 u 2(x) = 1 x xu 1 (x) + x2 u 2 (x) = 0 u 1 (x) + 2xu 2 (x) = 1. u 1 (x) = x + c 1 u 2 (x) = ln x + c 2. y(x) = x 2 + x 2 ln x + c 1 x + c 2 x 2 of evtueel y(x) = x 2 ln x + c 1 x + c 3 x 3. 9. maandag 14 december 1998 Stel y(x) = xu 1 (x) + (x 2 1)u 2 (x), dan volgt (zie : 3.7) volgs de methode van variatie van constant y (x) = xu 1(x) + (x 2 1)u }{{ 2(x) +u } 1 (x) + 2xu 2 (x) y (x) = u 1(x) + 2xu 2(x) + 2u 2 (x). Invull geeft dan (1 + x 2 )u 1 (x) + 2x(1 + x2 )u 2 (x) = 6(x2 + 1) 2. xu 1 (x) + x2 u 2 (x) = 0 (1 + x 2 )u 1 (x) + 2x(1 + x2 )u 2 (x) = 6(1 + x2 ) 2 oftewel xu 1 (x) + x2 u 2 (x) = 0 u 1 (x) + 2xu 2 (x) = 6(1 + x2 ) = u 1(x) = 6x 2 + 6 u 2(x) = 6x 7

dus : u 1 (x) = 2x 3 + 6x + c 1 u 2 (x) = 3x 2 + c 2. De algeme oplossing is dus : y(x) = 2x 4 + 6x 2 + 3x 2 (x 2 1) + c 1 x + c 2 (x 2 1) oftewel y(x) = x 4 + 3x 2 + c 1 x + c 2 (x 2 1). 10. maandag 20 december 1999 De differtiaalvergelijking is separabel (zie : 2.2), want : dy dx = (2x + 3x2 )y 2 = dy y 2 = (2x + 3x2 )dx = 1 y = x2 + x 3 + C. Uit de voorwaarde y(1) = 1 volgt C = 1. De oplossing is dus : y(x) = 1 1 x 2 x 3. 11. maandag 20 december 1999 De karakteristieke vergelijking is : r 2 3r + 2 = 0 (r 1)(r 2) = 0. y h (t) = c 1 e t + c 2 e 2t. Voor e particuliere oplossing gebruik we de methode van onbepaalde coëfficiënt (zie : 3.6) : Dan volgt : y p (t) = Ate 2t + B cos t + C sin t + D. y p(t) = A(2t + 1)e 2t B sin t + C cos t y p(t) = A(4t + 4)e 2t B cos t C sin t. Invull geeft dan : Ae 2t + (B 3C) cos t + (3B + C) sin t + 2D = e 2t + 10 cos t + 4. Hieruit volgt : A = 1, B = 1, C = 3 D = 2. y(t) = te 2t + cos t 3 sin t + 2 + c 1 e t + c 2 e 2t y (t) = (2t + 1)e 2t sin t 3 cos t + c 1 e t + 2c 2 e 2t. Uit de beginvoorwaard y(0) = 5 y (0) = 0 volgt dan : c 1 + c 2 = 2 = c 1 = 1 c 2 = 0. c 1 + 2c 2 = 2 De oplossing is dus : y(t) = te 2t + cos t 3 sin t + 2(1 + e t ). 12. maandag 20 december 1999 De karakteristieke vergelijking is : r 2 + 1 = 0. y h (t) = c 1 cos t + c 2 sin t. We gebruik nu de methode van variatie van constant (zie : 3.7) : y(t) = u 1 (t) cos t + u 2 (t) sin t. 8

Differtiër geeft : Invull geeft dan Hieruit volgt dus : y (t) = u 1(t) cos t + u 2(t) sin t u }{{} 1 (t) sin t + u 2 (t) cos t y (t) = u 1(t) sin t + u 2(t) cos t u 1 (t) cos t u 2 (t) sin t. u 1 (t) = 6 u 1(t) sin t + u 2(t) cos t = 6 sin 2 t. u 1 (t) cos t + u 2 (t) sin t = 0 u 1 (t) sin t + u 2 (t) cos t = 6 sin2 t. u 1(t) = 6 sin 3 t u 2(t) = 6 sin 2 t cos t, sin 3 t dt = 6 (1 cos 2 t) d cos t = 6 cos t 2 cos 3 t + c 1 u 2 (t) = 6 sin 2 t cos t dt = 6 sin 2 t d sin t = 2 sin 3 t + c 2. De oplossing is dus : y(t) = 6 cos 2 t 2 cos 4 t + 2 sin 4 t + c 1 cos t + c 2 sin t. Deze oplossing blijkt ook geschrev te kunn word als y(t) = 2 cos 2 t + 2 + c 1 cos t + c 2 sin t. Dit betekt dat de (overigs slechte) poging om e particuliere oplossing van de vorm y p (t) = A cos 2 t + B sin 2 t te vind succesvol blijkt te zijn. M vindt dan : A = 4 B = 2. y p (t) = 4 cos 2 t + 2 sin 2 t = 2 cos 2 t + 2. Beter is om op te merk dat 6 sin 2 t = 3 3 cos 2t vervolgs e particuliere oplossing van de vorm y p (t) = A + B cos 2t + C sin 2t te zoek. Invull levert dan A = 3, B = 1 C = 0. y p (t) = 3 + cos 2t. De oplossing kan dus ook geschrev word als y(t) = 3 + cos 2t + c 1 cos t + c 2 sin t. 13. wosdag 1 maart 2000 De karakteristieke vergelijking is : r 2 4r + 4 = 0 (r 2) 2 = 0. y h (t) = c 1 e 2t + c 2 te 2t. Voor e particuliere oplossing gebruik we de methode van onbepaalde coëfficiënt (zie : 3.6) : y p (t) = At 2 e 2t + B cos t + C sin t + Dt + E. Dan volgt : y p(t) = A(2t 2 +2t)e 2t B sin t+c cos t+d y p(t) = A(4t 2 +8t+2)e 2t B cos t C sin t. Invull geeft dan : 2Ae 2t + (3B 4C) cos t + (4B + 3C) sin t + 4Dt 4D + 4E = 4e 2t + 25 sin t + 4t. 9

Hieruit volgt : A = 2, B = 4, C = 3, D = 1 E = 1. y(t) = 2t 2 e 2t + 4 cos t + 3 sin t + t + 1 + c 1 e 2t + c 2 te 2t y (t) = (4t 2 + 4t)e 2t 4 sin t + 3 cos t + 1 + 2c 1 e 2t + c 2 (2t + 1)e 2t. Uit de beginvoorwaard y(0) = 3 y (0) = 0 volgt dan : c 1 = 2 = c 1 = 2 c 2 = 0. 2c 1 + c 2 = 4 De oplossing is dus : y(t) = 2(t 2 1)e 2t + 4 cos t + 3 sin t + t + 1. 14. wosdag 1 maart 2000 De karakteristieke vergelijking is : r 2 + 4 = 0. y h (t) = c 1 cos 2t + c 2 sin 2t. Stel nu : y(t) = u 1 (t) cos 2t + u 2 (t) sin 2t, dan volgt volgs de methode van variatie van constant (zie : 3.7) : Invull geeft dan y (t) = u 1(t) cos 2t + u 2(t) sin 2t 2u }{{} 1 (t) sin 2t + 2u 2 (t) cos 2t y (t) = 2u 1(t) sin 2t + 2u 2(t) cos 2t 4u 1 (t) cos t 4u 2 (t) sin t. 2u 1(t) sin 2t + 2u 2(t) cos 2t = 4t. u 1 (t) cos 2t + u 2 (t) sin 2t = 0 Hieruit volgt dus : 2u 1 (t) sin 2t + 2u 2 (t) cos 2t = 4t. u 1(t) = 2t sin 2t u 2(t) = 2t cos 2t, u 1 (t) = 1 2 sin 2t + t cos 2t + c 1 u 2 (t) = 1 2 cos 2t + t sin 2t + c 2. De oplossing is dus : y(t) = 1 2 sin 2t cos 2t + t cos2 2t + 1 2 sin 2t cos 2t + t sin2 2t + c 1 cos 2t + c 2 sin 2t = t + c 1 cos 2t + c 2 sin 2t. 15. maandag 22 januari 2001 De karakteristieke vergelijking is : r 2 2r + 1 = 0 (r 1) 2 = 0. r = 1 (2 ). y h (t) = c 1 e t + c 2 te t. Stel nu y(t) = u 1 (t)e t + u 2 (t)te t (methode van variatie van constant), dan volgt : y (t) = u 1(t)e t + u 2(t)te t +u }{{} 1 (t)e t + u 2 (t)(t + 1)e t 10

y (t) = u 1(t)e t + u 2(t)(t + 1)e t + u 1 (t)e t + u 2 (t)(t + 1)e t. Invull geeft dan : u 1 (t)et + u 2 (t)(t + 1)et = et t. u 1 (t)et + u 2 (t)tet = 0 u 1 (t)et + u 2 (t)(t + 1)et = et t Veg : 1 t 1 t + 1 oftewel 0 1 t 1/t 0 1 u 1 (t) + tu 2 (t) = 0 u 1 (t) + (t + 1)u 2 (t) = 1 t. 0 1 0 1/t 0 1 Hieruit volgt dat u 1 (t) = 1 u 2 (t) = 1/t. u 1(t) = t + c 1 u 2 (t) = ln t + c 2. De algeme oplossing is dus : y(t) = te t +c 1 e t +te t ln t+c 2 te t (= te t ln t+a 1 e t +a 2 te t ). 1 1/t. 11