- MATH.APP.160
- 3. Ensimmäisen kertaluvun differentiaaliyhtälöt
- 3.3 Suoraan integroitava differentiaaliyhtälö
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.
Palautusta lähetetään...