maths.free › Differential Equations › Second-order, constant coefficients

Second-order, constant coefficients

ay″ + by′ + cy = 0 and the characteristic equation: oscillation, damping, growth.

Try y = e^{rx} and the equation becomes a quadratic in r, the characteristic equation. Real distinct roots give exponentials, a repeated root adds an x, complex roots give sines and cosines. y″ + y = 0 is the simple harmonic oscillator: every pendulum, spring and LC circuit.

പ്രവര്‍ത്തിപ്പിച്ച ഉദാഹരണം · y'' + y = 0

Differential-Equations · Differential-Equations

Y'' + y = 0

y{\left(x \right)} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = 0

പടിയിലൂടെ

  1. y{\left(x \right)} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = 0

    The differential equation.

  2. \text{order } 2

    Order 2: the highest derivative present.

  3. \text{Constant coefficients, homogeneous}

    Try y = e^{rx}: the characteristic polynomial in r gives the roots, and each root contributes a term to the general solution.

  4. r^{2} + 1 = 0

    Characteristic equation of the homogeneous part (substitute y = e^{rx}).

  5. r = - i,\ r = i

    Its roots.

  6. y{\left(x \right)} = C_{1} \sin{\left(x \right)} + C_{2} \cos{\left(x \right)}

    General solution (C₁, C₂ … are arbitrary constants).

  7. \checkmark

    Verified: substituting the solution back into the equation gives 0.

ഉത്തരം വെളിപ്പെടുത്തുക
y{\left(x \right)} = C_{1} \sin{\left(x \right)} + C_{2} \cos{\left(x \right)}

ഇപ്പോള്‍ നീ ഓരോ പടിയും ഒരു ചിത്രം ചോദിക്കുന്നതുവരെ മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന ഉത്തരം ഒളിപ്പിച്ചുവെക്കുക.

♪ സ്വന്തം ജോലി ചെയ്യുക ♪

ഒരു സ്വതന്ത്ര അക്കൗണ്ട്, നിങ്ങൾ പഠിച്ച കാര്യങ്ങൾ, നിങ്ങളുടെ പ്രശ്‌നങ്ങൾ പരിഹരിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രശ്‌നങ്ങൾ, ഒരു സ്ഥലത്ത്‌ ഒരു ടീച്ചർ, ഈ പേജിനെ കുറിച്ച് ചോദിക്കാവുന്നതാണ്‌.

മുകളില്‍ ഒപ്പ് വയ്ക്കുക ലോഗിന്‍

ഇവിടെ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന ചിഹ്നങ്ങള്‍

ഒരു പ്രത്യേക പത്രികയിൽ, ഒരു ചിത്രത്തിന്‍റെ പ്രതീകം, അതിലുള്ള എല്ലാ അക്ഷരങ്ങൾ എന്നിവയ്‌ക്കും വേണ്ടിയുള്ളതാണ്‌.

എങ്ങനെ: Second-order, constant coefficients

  1. The differential equation.
  2. Order 2: the highest derivative present.
  3. Try y = e^{rx}: the characteristic polynomial in r gives the roots, and each root contributes a term to the general solution.
  4. Characteristic equation of the homogeneous part (substitute y = e^{rx}).
  5. Its roots.
  6. General solution (C₁, C₂ … are arbitrary constants).
  7. Verified: substituting the solution back into the equation gives 0.

ആളുകൾ ചോദിക്കുന്നു

What is a differential equation?

An equation whose unknown is a function, relating it to its own derivatives. "The rate of growth is proportional to the population" is y′ = ky, and solving it means finding y as a function of time.

Why does the solution have arbitrary constants?

Integrating loses information: many functions share the same derivative. An n-th order equation has n constants, fixed by n initial or boundary conditions.

കൂടുതല്‍ Differential Equations

Separable equationsFirst-order linear equationsNonhomogeneous equationsModelling with differential equations