aska311203
06.07.2020 23:25

In a survey of 400 seniors, x percent said that they plan on majoring in physics. One university has used this data to estimate the number of physics majors it expects for its entering class of 3,300 students. If the university expects 66 physics majors, what is the value of x?​

Нажмите на рекламу ниже и сразу увидите ответ
Популярные вопросы:
Ответ:
000КапралЛеви000
12.04.2022 11:09

y'' - 2y' + 5y = e^{2x}

Имеем линейное неоднородное дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами, общим решением которого является y = y^{*} +\widetilde{y}.

1) y^{*} — общее решение соответствующего линейного однородного дифференциального уравнения:

y'' - 2y' + 5y = 0

Применим метод Эйлера: сделаем замену y = e^{kx}, где k — некоторая постоянная. Тогда y' = ke^{kx}, \ y'' = k^{2}e^{kx}

Получили характеристическое уравнение:

k^{2}e^{kx} - 2ke^{kx} + 5e^{kx} = 0

Разделим обе части уравнения на e^{kx}:

k^{2} - 2k + 5 = 0

D = (-2)^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 5 = 4 - 20 = -16

Отрицательный дискриминант означает, что корни данного уравнения будут комплексно-сопряженными:

k_{1,2} = \dfrac{2 \pm \sqrt{-16}}{2 \cdot 1} = \dfrac{2 \pm \sqrt{16} \cdot \sqrt{-1}}{2} = \dfrac{2 \pm 4i}{2} = 1 \pm 2i

Тогда y^{*}_{1} = e^{(1 + 2i)x}, \ y^{*}_{2} = e^{(1 - 2i)x}

Воспользуемся формулой Эйлера: e^{i \varphi} = \cos \varphi + i\sin \varphi

Фундаментальная система решений: y^{*}_{1} = e^{x}\cos 2x, \ y_{2}^{*} = e^{x}\sin 2x — функции линейно независимые, поскольку \dfrac{y_{1}^{*}}{y_{2}^{*}} = \dfrac{e^{x}\cos 2x}{e^{x}\sin 2x} = \text{ctg} \, 2x \neq \text{const}

Общее решение: y^{*} = C_{1}y_{1}^{*} + C_{2}y_{2}^{*} = C_{1}e^{x}\cos 2x + C_{2}e^{x}\sin 2x

2) \widetilde{y} — частное решение линейного неоднородного дифференциального уравнения, которое находится с метода подбора вида частного решения по виду правой части функции f(x).

Здесь f(x) = e^{2x}, причем \alpha = 2 \neq k_{1,2}, поэтому частное решение имеет вид \widetilde{y} = Ae^{2x}, где A — неизвестный коэффициент, который нужно найти.

Тогда \widetilde{y}' = 2Ae^{2x}, \ \widetilde{y}'' = 4Ae^{2x} и \widetilde{y} = Ae^{2x} подставим в исходное ЛНДР и найдем A:

4Ae^{2x} - 2 \cdot 2Ae^{2x} + 5 \cdot Ae^{2x} = e^{2x}

Разделим обе части уравнения на e^{2x}

4A - 4A+ 5A = 1

A = \dfrac{1}{5}

Таким образом, частное решение: \widetilde{y} = \dfrac{1}{5} e^{2x}

Тогда общим решением исходного ЛНДР с постоянными коэффициентами:

y = y^{*} +\widetilde{y} =e^{x}\left(C_{1}\cos 2x + C_{2}\sin 2x + \dfrac{1}{5} e^{x}\right)

ответ: y =e^{x}\left(C_{1}\cos 2x + C_{2}\sin 2x + \dfrac{1}{5} e^{x}\right)

0,0(0 оценок)
Ответ:
ruzruz258
12.04.2022 11:09

y'' - 2y' + 5y = e^{2x}

Имеем линейное неоднородное дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами, общим решением которого является y = y^{*} +\widetilde{y}.

1) y^{*} — общее решение соответствующего линейного однородного дифференциального уравнения:

y'' - 2y' + 5y = 0

Применим метод Эйлера: сделаем замену y = e^{kx}, где k — некоторая постоянная. Тогда y' = ke^{kx}, \ y'' = k^{2}e^{kx}

Получили характеристическое уравнение:

k^{2}e^{kx} - 2ke^{kx} + 5e^{kx} = 0

Разделим обе части уравнения на e^{kx}:

k^{2} - 2k + 5 = 0

D = (-2)^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 5 = 4 - 20 = -16

Отрицательный дискриминант означает, что корни данного уравнения будут комплексно-сопряженными:

k_{1,2} = \dfrac{2 \pm \sqrt{-16}}{2 \cdot 1} = \dfrac{2 \pm \sqrt{16} \cdot \sqrt{-1}}{2} = \dfrac{2 \pm 4i}{2} = 1 \pm 2i

Тогда y^{*}_{1} = e^{(1 + 2i)x}, \ y^{*}_{2} = e^{(1 - 2i)x}

Воспользуемся формулой Эйлера: e^{i \varphi} = \cos \varphi + i\sin \varphi

Фундаментальная система решений: y^{*}_{1} = e^{x}\cos 2x, \ y_{2}^{*} = e^{x}\sin 2x — функции линейно независимые, поскольку \dfrac{y_{1}^{*}}{y_{2}^{*}} = \dfrac{e^{x}\cos 2x}{e^{x}\sin 2x} = \text{ctg} \, 2x \neq \text{const}

Общее решение: y^{*} = C_{1}y_{1}^{*} + C_{2}y_{2}^{*} = C_{1}e^{x}\cos 2x + C_{2}e^{x}\sin 2x

2) \widetilde{y} — частное решение линейного неоднородного дифференциального уравнения, которое находится с метода подбора вида частного решения по виду правой части функции f(x).

Здесь f(x) = e^{2x}, причем \alpha = 2 \neq k_{1,2}, поэтому частное решение имеет вид \widetilde{y} = Ae^{2x}, где A — неизвестный коэффициент, который нужно найти.

Тогда \widetilde{y}' = 2Ae^{2x}, \ \widetilde{y}'' = 4Ae^{2x} и \widetilde{y} = Ae^{2x} подставим в исходное ЛНДР и найдем A:

4Ae^{2x} - 2 \cdot 2Ae^{2x} + 5 \cdot Ae^{2x} = e^{2x}

Разделим обе части уравнения на e^{2x}

4A - 4A+ 5A = 1

A = \dfrac{1}{5}

Таким образом, частное решение: \widetilde{y} = \dfrac{1}{5} e^{2x}

Тогда общим решением исходного ЛНДР с постоянными коэффициентами:

y = y^{*} +\widetilde{y} =e^{x}\left(C_{1}\cos 2x + C_{2}\sin 2x + \dfrac{1}{5} e^{x}\right)

ответ: y =e^{x}\left(C_{1}\cos 2x + C_{2}\sin 2x + \dfrac{1}{5} e^{x}\right)

0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота