Hogy lehet megoldani változó fokú differenciálegyenleteket?
Először is vezessünk be egy új (lineáris operátort vagy) függvényt:
S(f(x);0;x) = f(x)
S(f(x);1;x) = f'(x)
S(f(x);|n|;x) = f^(|n|)(x) (|n|. derivált)
S(f(x);-1;x) = int f(x) dx
S(f(x);0;x) = f(x)
A harmadik argumentum azt jelzi, hogy mi szerint deriválunk/integrálunk, ez egész nyugodtan lehet egy függvény is, nem csak egy változó, de ez esetünkben nem annyira érdekes.
Meghatározható néhány függvény z. deriváltja/integrálja, ahol z lehet komplex is:
S(x^z;z;x) = z! (amit ugye a gamma-függvénnyel szoktunk kiszámolni)
S(1÷x;z;x) = (-1)^z * z! * x^-(z+1)
S(exp(ax);z;x) = a^z * exp(conj(a)*x)
S(c;z;x) = c÷(x^z * (-z)!)
Az utolsó kettőre magamtól jöttem rá :) .
Egyébként még arra is rájöttem, hogy:
S(f;f;f) = f^(1-f) ÷ (-f)!
Dióhéjban ennyi. És akkor most jön a lényeg, hogy tudunk általánosan megoldani egy
S(y(x); f(x); x) = g(x)
alakú egyenletet? (Tehát az y-nak az f(x). x-szerinti deriváltja/integrálja g(x).)
Vegyünk most egy olyan egyszerű példát, hogy S(y;x;x) = c (konstans)
Én úgy indultam neki, hogy feltételeztem, hogy az y függvényünk exp(ax) alakú, ergó
a^x * exp(conj(a)*x) = c
Egyszer már sikerült megoldanom ezt, vagy legalábbis ehhez nagyon hasonló egyenletet, de nem találom sehol. :( Valaki tud a témában segíteni? Az is jó lenne, ha valaki megmondaná, hol lehet a "találmányomat" alkalmazni, vagy esetleg más is foglalkozik-e ezzel?
Most eszembe jutott:
(a legyen valós, így conj a = a)
a^x exp(ax) = c
exp(x) exp(a+ln(a)) = c
c÷x = a + ln(a) = ln(a exp(a))
exp(c÷x) = a exp(a)
amit a Lambert-féle W függvénnyel tudunk megoldani (lásd wikipédia, wolframalpha vagy más forrás):
W(x exp(x)) = x, vagyis
a = W(exp(c÷x))
amiből a keresett függvényünk:
y = exp(W(exp(c÷x))*x)
ahol c tetszőleges konstans.
Szerintetek jó a megoldásom?
Ha igen, akkor próbáljuk már még megoldani az S(y;y;x) = c egyenletet, erre emlékszem, hogy nem sikerült.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!