Författare:
Simon Rybrand
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Innehåll
Vad är en differentialekvation?
Inom naturvetenskapen används differentialekvationer för att beskriva olika förlopp, t.ex. inom fysiken för att bestämma sönderfallshastigheten hos radioaktiva preparat, inom meteorologin för bestämma luftflöden i en storm eller inom finansvärlden för att bestämma tillväxt i en population.
En differentialekvation består av en eller flera derivator av olika grad och dessa löser vi genom att t.ex. titta på de primitiva funktionerna till derivatorna och på så sätt hitta den grundfunktion som hela förloppet bygger på.
Differentialekvation
En differentialekvation är ett samband (en ekvation) mellan en funktion och en eller flera derivator av samma funktion.
Lösa differentialekvationer med primitiv funktion
Nedan följer ett exempel på hur vi tar fram lösningen till en differentialekvation med hjälp av primitiv funktion.
Exempel 1
Ange lösningen till y′=3x2+4 då y(0)=3
Lösning
En lösning till en differentialekvation är en funktion som ger likhet mellan VLVL och HLHL . Här söker vi den primitiva funktionen till y’y’ som uppfyller begynnelsevillkoret y(0)=3y(0)=3.
Vi tar fram alla primitiva funktioner
y=x3+4x+C
och bestämmer CC
03+4⋅0+C=3
C=3
Differentialekvationens lösning är alltså y=x3+4x+3
Exempel 2
Bestäm en lösning till y′+6y=0.
Lösning
En lösning till en differentialekvation är en funktion som ger likhet mellan VLVL och HLHL .
Denna ekvation har en lösning y=e−6x eftersom att
y′=−6e−6x och vi då för att
VL=y′+6y=−6e−6x+6e−6x=0=HL
Vi kommer se att exponentialfunktioner med basen ee återkommer som ett lösningsförslag till differentialekvationerna. Detta beror på att deras derivata ofta är lik ursprungsfunktionen, men undantag för en konstant. Denna konstant kan då ofta tolkas som en procentuell förändring.
Exempel i videon
- Antalet fiskar i ett akvarium ökar med 20 % per år av det aktuella antalet. Beskriv detta med en differentialekvation.
- Lös differentialekvationen y′=3x2+5x−2 med villkoret y(0)=10.
- Lös differentialekvationen y′′=2x+2 med villkoren att y(0)=3 och y(3)=24.
- Visa att differentialekvationen y′′−4′+4y=0 har lösningen y=xe2x.
Kommentarer
e-uppgifter (8)
1.
(1/0/0)E C A B P PL M R 1 K Differentialekvationen y’=0,23yy’=0,23y beskriver hur antalet bilar yy på en parkering förändras från klockan 10.00 till 14.00 utanför ett köpcentrum. Klockan 10.00 fanns det 90 bilar på parkeringen.
Vilket påstående beskriver differentialekvationen bäst?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättning- Rättad
Rättar...2.
(1/0/0)E C A B P 1 PL M R K Stämmer det att y=exy=ex är en lösning till differentialekvationen y”+y’−y=0y”+y’−y=0 ?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättning- Rättad
Rättar...3.
(1/0/0)E C A B P 1 PL M R K Stämmer det att y=e2xy=e2x är en lösning till y”−4y’+4y=0y”−4y’+4y=0 ?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättning- Rättad
Rättar...4. Premium
(1/0/0)E C A B P 1 PL M R K Är y=2e3x en lösning till y”–3y’=0?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättning- Rättad
Rättar...5. Premium
(1/0/0)M NPE C A B P 1 PL M R K En fågelunge faller från en 8,08,0 m hög klippa. För att förenklat beskriva fallrörelsen kan följande differentialekvation ställas upp:
dtdvdvdt +5v=10+5v=10 , där vv är fallhastigheten i m/sm/s efter tiden tt sekunder.
Visa att v(t)=2−2e−5tv(t)=2−2e−5t är en lösning till differentialekvationen.
Svar:Ditt svar:Rätt svar: Funktionen insatt i differentialekvationen ger VL=HL(Korrekta varianter)Bedömningsanvisningar/Manuell rättning- Rättad
Se mer: Vad är en differentialekvation?Rättar...6. Premium
(1/0/0)E C A B P 1 PL M R K Är y=sin2xy=sin2x en lösning till y”−4y=0y”−4y=0 ?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättning- Rättad
Rättar...7. Premium
(1/0/0)E C A B P 1 PL M R K Lös differentialekvationen y’=2x+3, med villkoret y(1)=5.
Bedömningsanvisningar/Manuell rättning- Rättad
Rättar...8. Premium
(2/0/0)E C A B P 2 PL M R K Lös differentialekvationen y”=6x+4 med villkoren y(1)=4 och y(3)=40.
Bedömningsanvisningar/Manuell rättning- Rättad
Rättar...
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Allt du behöver för att klara av nationella provet
c-uppgifter (2)
9. Premium
(0/1/0)E C A B 1 P PL M R K Ett ämne sönderfaller med en hastighet som är proportionell mot den aktuella mängden av ämnet. Vid tiden t sekunder finns m gram av ämnet. Ställ upp en differentialekvation som beskriver sönderfallet.
Bedömningsanvisningar/Manuell rättning- Rättad
Rättar...10. Premium
(0/1/0)E C A B 1 P PL M R K Nedan presenteras ett antal påståenden. Vilket eller vilka är korrekt(a)?
A. En differentialekvation är en ekvation som beskriver ett samband mellan en okänd funktion och en eller flera okända variabler.
B. y”+2y’−yy”+2y’−y är en differentialekvation.
C. Lösningen till en differentialekvation är en funktion.
D. dt2d2y+dtdy=0d2ydt2 +dydt =0 är en differentialekvation.
Svar:Ditt svar:Rätt svar: C och D(Korrekta varianter)Bedömningsanvisningar/Manuell rättning- Rättad
Rättar...
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Eddler
POPULÄRA KURSER
FÖRETAGSINFO
Eddler AB
info@eddler.se
Org.nr: 559029-8195
Kungsladugårdsgatan 86
414 76 Göteborg
Max Söderlind
stiger dte med 20% ska det väl vara 1,2*y och inte 0,2*y(som är minskning med 80%)???
Simon Rybrand (Moderator)
Hej!
Är det i video eller övning som du har hittat detta?
Julia Johnsson
videon 🙂
Tara N.
Hej Simon,
It was very helpful.Du förklarar steg för steg which is a plus:)
Jag hade jättesvårt och förstå vad det egentligen handlar om och hur man ska räkna ut sådana uppgifter.
Nu har jag äntligen förstått begreppet Differentialaekvation.
Tack ska du ha!
Jenny Edgren
Svarsalternativ 3 på fråga två ska vara rätt, inte alternativ 1.
Tack för bra videor, de hjälper mycket!
Simon Rybrand (Moderator)
Tack för att du sade till, övningsmallen är korrigerad!
Sandra Grantelius
Fel svar markerat på fråga 2
Encore
C blir 3? då borde svaret bli y=2x^2+x^3+3 eller?
Simon Rybrand (Moderator)
Hej,
Helt korrekt, tack för att du uppmärksammade oss på detta fel, det är självklart ordnat.
Endast Premium-användare kan kommentera.