Processing math: 100%

Suoraan integroitava differentiaaliyhtälö

Jos differentiaaliyhtälö on muokattavissa muotoon

y(x)=f(x),

niin se voidaan ratkaista suoraan integroimalla. Tämä kutsutaan usein myös integroimistehtäväksi. Jos F on funktion f jokin integraalifunktio, on yhtälön yleinen ratkaisu muotoa

y(x)=F(x)+C,

missä C on reaalinen vakio, sillä lauseen 1.2.3 mukaan kaikki integraalifunktiot ovat tätä muotoa.

Esimerkki 3.3.1

Ratkaise alkuarvotehtävä 3y=x2, y(1)=12.

Piilota/näytä ratkaisu

Kirjoitetaan yhtälö muotoon

y(x)=13x2,

josta integroimalla

y(x)=13x2dx=19x3+C.

Alkuehdon y(1)=12 toteuttava ratkaisu määritetään asettamalla

y(1)=19+C=12,

joten C=718 ja siten kysytty alkuarvotehtävän ratkaisu on

y(x)=19x3+718.

Oheiseen kuvaan on piirretty alkuehdon y(1)=12 (C=7/18) toteuttavan ratkaisun lisäksi muutama muukin ratkaisu.

../_images/diffyht1klratkaisuparvi2.svg
Differentiaaliyhtälö voidaan ratkaista integroimalla se puolittain, jos
Palautusta lähetetään...