Citat:
Ursprungligen postat av immy14
Matte e, diffekv:
1.Bestäm konstanten a så att y=e^(-ax^2) blir en lösning till diffekv. y''+ x*y'+ y =0
Jag använder exp(x) = e^x så blir det enklare att skriva.
y = exp(-ax^2)
y' = (-2ax)*exp(-ax^2)
Men exp(-ax^2) = y ger att
y' = (-2ax)*y
Alltså är:
y'' = (-2a)*y + (-2ax)*y' enligt produtregel, men y' = (-2ax)*y sen tidigare så:
y'' = (-2a)*y + (4a^2x^2)*y = y*(4a^2 x^2 - 2a)
Så uttrycket
y'' + xy' + y = 0 övergår i:
y*(4a^2 x^2 - 2a) + x*(-2ax)*y + y = 0
Men y != 0 ty y = exp(-ax^2) != 0. Så dela bort y ger:
4a^2 x^2 - 2a - 2ax^2 + 1 = 0
x^2*(4a^2 - 2a) + (1 - 2a) = 0
Nu för att likhet ska råda för alla x, så måste:
4a^2 - 2a = 0
1 - 2a = 0
Den senare har lösningen a = 1/2, och det gäller även för den övre ekvationen. Den övre ekvationen har a = 0 som lösning också, men då är inte 1 - 2a = 0, alltså bara a = 1/2.
Svar: a=1/2.