Hopp til hovedinnholdet
Lær Matte R2

Differensialligninger og modellering i Matte R2

Separable differensialligninger løses ved å skille variablene. Retningsfelt og Eulers metode gir kvalitativ og numerisk innsikt. Eksponentiell og logistisk vekst er viktige modeller.

Separabel metode

Ligningen er separabel. Skill variablene:Integrer begge sider og løs for .

Gjennomarbeidet eksempel

Løs med .Separerer: . Integrerer: .Dermed . Initialbetingelsen gir , så .

Eksponentiell og logistisk vekst

Eksponentiell: gir . er vekst, er forfall.Logistisk: gir . Løsningen nærmer seg bærekapasiteten når .

Retningsfelt

Et retningsfelt tegner en kort strek med stigningstall i mange punkter , uten at du løser ligningen. Løsningskurvene følger strekene.For har alle punkter på linjen vannrett stigning, på stigning , og så videre. Slike linjer med lik stigning kalles isokliner og gjør det lett å skissere feltet.Retningsfeltet viser kvalitativ oppførsel: hvor løsningene stiger, synker og hvilke likevekter de nærmer seg.

Eulers metode

Når en differensialligning ikke kan løses eksakt, tilnærmer Eulers metode løsningen steg for steg: , der er steglengden.Eksempel: med og . Steg 1: , så . Steg 2: , så .Mindre steglengde gir bedre nøyaktighet, men flere regnesteg.

Tips

Bestem alltid integrasjonskonstanten fra initialbetingelsen. Sjekk løsningen ved å derivere og sette inn i den opprinnelige ligningen. Pass på at når du deler.
Om eksempeloppgavene
Eksempelet løser en logistisk differensialligning, altså vekst med et tak. Separable ligninger uten metning er egne oppgavetyper i samme teknikk.

Alle teknikkene i Matte R2 står på Lær Matte R2.