Panserformlen: Forskelle mellem versioner

Content deleted Content added
Bzorro (diskussion | bidrag)
mNo edit summary
Tags: Mobilredigering Mobilwebredigering
Laver det om til ubestemt integration jf. kilden + bevis
Tags: Mobilredigering Mobilwebredigering Avanceret redigering fra mobil
Linje 1:
'''Panserformlen''' er en [[matematisk formel]] der bruges når man skal finde en fuldstændig løsning ud fra en lineær [[differentialligning]] af første orden.
 
Formlen giver løsningen til differentialligningen
:<math> y' + h(x)y = g(x)</math>
for to kontinuerte funktioner, <math>h</math> og <math>g</math>, under begyndelsesbetingelsenbetingelsen <math>y(t_0x_0)=k</math>. Formlen er givet ved:
:<math> y(tx)= e^{ -H(tx)} \left( \displaystyle \int_{t_0}^tint e^{ H(x) } g(x) \, dx + kc \right ) </math>,
 
hvor <math> H(x)=\int_{t_0}^xint h(yx) dy dx</math> er en stamfunktion til <math> h(x) </math> .<ref>{{cite web|url=https://bevissamling.systime.dk/index.php?id=334|title=Systime Matematisk Bevissamling|accessdate=12. september 2017}}</ref>
<math> y(t)= e^{ -H(t)} \left( \displaystyle \int_{t_0}^t e^{ H(x) } g(x) \, dx + k \right ) </math>,
 
== Bevis ==
hvor <math> H(x)=\int_{t_0}^x h(y) dy </math> er en stamfunktion til <math> h(x) </math> .<ref>{{cite web|url=https://bevissamling.systime.dk/index.php?id=334|title=Systime Matematisk Bevissamling|accessdate=12. september 2017}}</ref>
Panserformlen kan bevises ved at antage, at en stamfunktion <math>H(x)</math> eksisterer til <math>h(x)</math>. På begge sider af differentialligningen ganges der nu med <math>e</math> opløftet i stamfunktionen:
:<math>e^{H(x)}y' + e^{H(x)}h(x) y = e^{H(x)}g(x)</math>
Da:
:<math>\frac{d}{dx}\left(e^{H(x)}\right)=e^{H(x)}\frac{d}{dx}\left(H(x)\right)=e^{H(x)}h(x)</math>
kan differentialligningen skrives som:
:<math>e^{H(x)}y' + \frac{d}{dx}\left(e^{H(x)}\right) y = e^{H(x)}g(x)</math>
Vha. [[Regneregler for differentiation|produktreglen]] kan de to led med <math>y</math> kombineres:
:<math>\frac{d}{dx}\left(e^{H(x)}y\right) = e^{H(x)}g(x)</math>
Der integreres mht. <math>x</math> på begge sider, hvilket ophæver differentiationen:
:<math>e^{H(x)}y-c = \int e^{H(x)}g(x)dx</math>
hvor <math>c</math> er en [[integrationskonstant]]. Konstanten flyttes over på højresiden, og der dividere med <math>e^{H(x)}</math>:
:<math>y=e^{-H(x)}\left(\int e^{H(x)}g(x)dx+c\right)</math>
Dermed er <math>y</math> blevet isoleret.<ref>{{cite web|url=https://bevissamling.systime.dk/index.php?id=334|title=Systime Matematisk Bevissamling|accessdate=12. september 2017}}</ref> Den endelige integrationskonstant kan bestemmes, hvis <math>y</math> er kendt til et bestemt punkt <math>x_0</math>, således at <math>y(x_0)=k</math>.
 
Panserformlen er hermed bevist.
 
[[Q.E.D.]]
 
== Referencer ==