Eddler
Kurser Alla kurser Min kurs Min sida Min sida Provbank Mina prov Läromedel Blogg Hjälp & Guider Om oss Kontakt Nationella prov Gamla högskoleprov Screening Priser läromedel
Sök Mitt konto Logga ut Elev/lärare
-registrering
Logga in Köp Premium Köp Premium Prova gratis
Genom att använda den här sidan godkänner du våra användarvillkor, vår integritetspolicy och att vi använder cookies.
EXEMPEL I VIDEON
Lägg till som läxa
Lägg till som stjärnmärkt
  Lektionsrapport Repetera   Hjälp

Frågor hjälpmarkerade!

Alla markeringar försvinner.

Ta bort markeringar Avbryt
Kopiera länk Facebook X (Twitter) Repetera Rapportera Ändra status
KURSER  / 
Matematik 5
 /   Differentialekvationer

Homogena differentialekvationer av första ordningen

Endast Premium- användare kan rösta.
  • Författare:Simon Rybrand
    Rapportera fel Redigera lektion Redigera text Redigera övning Redigera video Skapa thumbnails
    Så hjälper Eddler dig:
    Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
    Allt du behöver för att klara av provet
    Så hjälper Eddler dig:
    Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
    Allt du behöver för att klara av provet
    Din skolas prenumeration har gått ut!
    Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
    Så funkar det för:
    Elever/Studenter Lärare Föräldrar
    Din skolas prenumeration har gått ut!
    Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se

    En differentialekvation är en ekvation som innehåller en funktion och dess derivata. I stället för att lösa för ett tal söker vi här efter en funktion $y$ som uppfyller ekvationen.

    En homogen differentialekvation av första ordningen innehåller förstaderivatan $y’$ och kan skrivas på formen $y’ + ay = 0$, där $a$ är en konstant.

    Homogen differentialekvation av första ordningen

    En ekvation på formen $y’ + ay = 0$ har den allmänna lösningen

    $y = Ce^{-ax}$

    där $C$ är en godtycklig konstant.

    Allmän och partikulär lösning

    Den allmänna lösningen $y = Ce^{-ax}$ beskriver en hel familj av lösningar, en för varje värde på konstanten $C$. För att hitta en specifik lösning behöver vi ett begynnelsevillkor, det vill säga ett känt värde på funktionen vid en viss punkt, exempelvis $y(0) = 10$.

    När vi använder villkoret för att bestämma $C$ får vi den partikulära lösningen. Det är den enda kurvan av alla möjliga som uppfyller både ekvationen och villkoret.

    Lösa en homogen differentialekvation

    Metoden består av två steg:

    Steg 1

    Skriv upp den allmänna lösningen $y = Ce^{-ax}$ med rätt värde på $a$.

    Steg 2

    Använd begynnelsevillkoret för att bestämma konstanten $C$ och hitta den partikulära lösningen.

    Exempel 1

    Lös ekvationen $y’ + 3y = 0$ då $y(0) = 10$.

    Lösning

    Steg 1 – Allmän lösning

    Här är $a = 3$, så den allmänna lösningen är

    $y = Ce^{-3x}$

    Steg 2 – Bestäm $C$ med hjälp av villkoret

    Vi vet att $y(0) = 10$, det vill säga att funktionsvärdet är $10$ när $x = 0$. Vi sätter in det i den allmänna lösningen:

    $10 = Ce^{-3 \cdot 0} = Ce^{0} = C \cdot 1 = C$

    Alltså är $C = 10$.

    Partikulär lösning

    $y = 10e^{-3x}$

    Vi kan kontrollera svaret genom att derivera och sätta in i ursprungsekvationen:

    $y’ = -30e^{-3x}$

    $y’ + 3y = -30e^{-3x} + 3 \cdot 10e^{-3x} = -30e^{-3x} + 30e^{-3x} = 0$

    Exempel 2

    Lös ekvationen $y’ – 2y = 0$ då $y(0) = 5$.

    Lösning

    Steg 1 – Allmän lösning

    Vi skriver om ekvationen på standardformen $y’ + ay = 0$. Här är $a = -2$, så den allmänna lösningen är

    $y = Ce^{2x}$

    Steg 2 – Bestäm $C$ med hjälp av villkoret

    $5 = Ce^{2 \cdot 0} = C \cdot 1 = C$

    Alltså är $C = 5$.

    Partikulär lösning

    $y = 5e^{2x}$

    Det finns även differentialekvationer som inte är homogena. Man kallar dem inhomogena. Här kan du lära dig med om dem.

    Exempel i videon

    • Lös differentialekvationen $ y´-y=0 $.
    • Ange partikulärlösning och allmän lösning till $y´-6y=0$ om $y(0)=1$.
    • I ett badkar badar Sverker och där avtar temperaturen enligt differentialekvationen $ \frac{dy}{dx}=-0,1y $ där $t$ är tiden i minuter. När är temperaturen $ 40 \, °C $ om det från början var $ 50 \, °C $.

    Kommentarer

    Ki Nyhlen

    Formateringen i förklaringen i fråga 4 har fått fnatt.

    Sandra Grantelius

    Fråga 4 har fel svar markerat

    Adi

    Hej, Simon jag har fastnat på en uppgift.
    En lösningskurva till differentialekvationen 2dy/dx+y=0 går genom punkten (1,2) Bestäm dess ekvation.

    Jag började med: 2yprim+y=0, dela allt med 2 och efter det blev det fel. Hur löser man denna uppgift?

    petri L

    1. uppgift 1 har ingen rätt lösning, ska väll vara 2e (2/3x)

    2. Rättningen låser sig.

    3. Annars mycket bra kurser !
    Jag jobbar som elevassistent på väsby introduktionsgymnasium o väsby nya gymnasium.
    Jag tror att de skulle ha mycket nytt av kurserna!
    Någon ide/förslag?

    /Petri

    nti_mae

    Funkar inte att spela upp denna men får alla andra att fungera!!


    Endast Premium-användare kan kommentera.

    ██████████████████████████
    ████████████████████████████████████████████████████

    Vi hjälper dig att repetera om du behöver

    {[{ prereqFeedback.title }]} {[{ prereqFeedback.body }]}
    RESULTAT
    Du har det som behövs
    Är du säker?
    REPETERAR
    Du ser första minuten av genomgången. Prova gratis i 14 dagar Se hela med Eddler Premium
    Få tillgång till hela Eddler
    • Alla videor i alla kurser
    • Övningar med förklaringar på rätt nivå
    • Allt inför NP och HP
    • Gjort av legitimerade mattelärare
    Prova gratis i 14 dagar Köp Premium
    Sedan 99 kr/mån. Ingen bindningstid.
    Din skolas prenumeration har gått ut

    Påminn din lärare om att förnya, eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.

    Köp Premium
    Sedan 99 kr/mån. Ingen bindningstid.
    Er prenumeration har gått ut

    Kontakta oss på info@eddler.se för att förnya.

    Repetera mer i lektionen

    e-uppgifter (5)

    • 1. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      (1/0/0)
      E C A
      B
      P 1
      PL
      M
      R
      K
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      Bestäm den allmänna lösningen till $y’ – 3y = 0$.

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    • 2. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      (1/0/0)
      E C A
      B
      P 1
      PL
      M
      R
      K
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      Bestäm den allmänna lösningen till $3y’ = 12y $.

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    • 3. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      (1/0/0)
      E C A
      B
      P 1
      PL
      M
      R
      K
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      Ange partikulärlösningen till $y’ – 5y = 0$, om $y(0) = 5$.

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    • Så hjälper Eddler dig:
      Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
      Allt du behöver för att klara av provet
      Så hjälper Eddler dig:
      Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
      Allt du behöver för att klara av provet
      Din skolas prenumeration har gått ut!
      Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
      Så funkar det för:
      Elever/Studenter Lärare Föräldrar
      Din skolas prenumeration har gått ut!
      Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se
    • 4. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      (1/0/0)
      E C A
      B
      P 1
      PL
      M
      R
      K
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      Ange partikulärlösningen till $3y’ – 2y = 0$ då $y(0) = 2$.

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    • 5. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      (1/0/0)
      E C A
      B
      P 1
      PL
      M
      R
      K
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      Ange partikulärlösningen till $2y’ = 5y$ om $y(0) = 4$.

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...

    c-uppgifter (3)

    • 6. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      (0/1/0)
      E C A
      B
      P 1
      PL
      M
      R
      K
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      Lös differentialekvationen $y’ – ay = 0$, om $y(0) = 3$ och $y'(0) = 6$.

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    • 7. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      (0/2/0)
      E C A
      B
      P 1
      PL 1
      M
      R
      K
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      Stina har precis tagit ut en kall läsk ur kylen ($5°C$) och ställt fram vid datorn. Hur lång tid tar det för läsken att bli rumstempererad ($20°C$) om temperaturförändring kan uttryckas med differentialekvationen $\frac{dy}{dt} = 0,05y$, där $t$ är tiden i minuter och $y$ är temperaturen i celsius?

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    • 8. Premium

      Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
      (0/2/0)
      E C A
      B
      P
      PL 2
      M
      R
      K
      M EXIT NP INGÅR EJ Uppgift från prov

      En kopp med nybryggt kaffe är $95°C$95°C . Temperaturen avtar sedan med en hastighet som är proportionell mot den temperatur som kaffet har i varje ögonblick. Efter  $5$5  minuter har kaffet temperaturen $80°C$80°C.

      Hur varmt är kaffet efter $15$15 minuter?

      Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
      Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
      • Rättad
      • +1
      • Rättad
      Dela med lärare
      Rättar...
    Så hjälper Eddler dig:
    Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
    Allt du behöver för att klara av provet
    Så hjälper Eddler dig:
    Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
    Allt du behöver för att klara av provet
    Din skolas prenumeration har gått ut!
    Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
    Så funkar det för:
    Elever/Studenter Lärare Föräldrar
    Din skolas prenumeration har gått ut!
    Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se