Birinci Mertebeden Adi Diferansiyel Denklemler

Benzer belgeler
Kaynaklar Shepley L. Ross, Differential Equations (3rd Edition), 1984.

UYGULAMALI DİFERANSİYEL DENKLEMLER

İleri Diferansiyel Denklemler

2. (1 + y ) ln(x + y) = yy dif. denk. çözünüz. 3. xy dy y 2 dx = (x + y) 2 e ( y/x) dx dif. denk. çözünüz.

Math 322 Diferensiyel Denklemler Ders Notları 2012

Diferensiyel denklemler sürekli sistemlerin hareketlerinin ifade edilmesinde kullanılan denklemlerdir.

FEN BİLİMLERİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

İleri Diferansiyel Denklemler

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Birinci Mertebeden Diferansiyel Denklemler Edwards and Penney, Difarensiyel denklemler ve sınır değer problemleri (çeviri: Prof. Dr.

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

Fiziksel Sistemlerin Matematik Modeli. Prof. Neil A.Duffie University of Wisconsin-Madison ÇEVİRİ Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU 2012

Şeklinde çok sayıda diferansiyel denklemden oluşan denklem sistemleridir. Denklem sayısı = bağımlı değişken eşitliği sağlanmasıdır.

BÖLÜM 1: TEMEL KAVRAMLAR

Alıştırmalar 1. 1) Aşağıdaki diferansiyel denklemlerin mertebesini ve derecesini bulunuz. Bağımlı ve bağımsız değişkenleri belirtiniz.

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

İleri Diferansiyel Denklemler

MATLAB DA SAYISAL ANALİZ DOÇ. DR. ERSAN KABALCI

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

Bahar Yarıyılı D_IFERANS_IYEL DENKLEMLER II ARA SINAV 6 Nisan 2011 Süre: 90 dakika CEVAP ANAHTARI. y = c n x n+r. (n + r) c n x n+r 1 +

DERS ÖĞRETİM PROGRAMI FORMU

Mühendislik Matematiği 2- Hafta 2-3. Arş. Gör. Dr. Sıtkı AKKAYA

Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. BÖLÜM 7. Adi Diferansiyel Denklemlerin Sayısal Çözümü

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Doç. Dr. Metin Özdemir Çukurova Üniversitesi

MM 409 MatLAB-Simulink e GİRİŞ

DENİZ HARP OKULU TEMEL BİLİMLER BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

Şekil 7.1 Bir tankta sıvı birikimi

Sistem Dinamiği. Bölüm 2- Dinamik Cevap ve Laplace Dönüşümü. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

TRANFER FONKSİYONLARI SİSTEMLERİN MATEMATİKSEL MODELİ BASİT SİSTEM ELEMANLARI

UYGULAMALI MATEMATİK ÇÖZÜMLÜ SORU BANKASI

LİNEER DALGA TEORİSİ. Page 1

2 1 fonksiyonu veriliyor. olacak şekilde ortalama değer teoremini sağlayacak bir c sayısının var olup olmadığını araştırınız. Eğer var ise bulunuz.

İleri Diferansiyel Denklemler

Elektrik Mühendisliği Elektrik Makinaları Güç Sistemleri (Elektrik Tesisleri) Kontrol Sistemleri

DEVRE VE SİSTEM ANALİZİ ÇALIŞMA SORULARI

HATA VE HATA KAYNAKLARI...

İleri Diferansiyel Denklemler

İleri Diferansiyel Denklemler

TERMODİNAMİĞİN BİRİNCİ YASASI

Diferansiyel Denklemler (MATH 276) Ders Detayları

ÇEV 2006 Mühendislik Matematiği (Sayısal Analiz) DEÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Doç.Dr. Alper ELÇĐ

İleri Diferansiyel Denklemler

diff Türev Alma Fonksiyonu. >> syms x >> A=3*x^4+x^2-3*x A = 3*x^4+x^2-3*x. >> diff(a) // A fonksiyonunun türevini alır. ans = 12*x^3+2*x-3

DENİZ HARP OKULU TEMEL BİLİMLER BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

İleri Diferansiyel Denklemler

FİZİK 4. Ders 10: Bir Boyutlu Schrödinger Denklemi

Bölüm 1: Lagrange Kuramı... 1

Diferansiyel denklemler uygulama soruları

Kimya Mühendisliğinde Uygulamalı Matematik

BÖLÜM HARMONİK OSİLATÖR

TÜREV VE UYGULAMALARI

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

DENEY 1. İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi

Diferensiyel Denklemler I Uygulama Notları

BÖLÜM-6 BLOK DİYAGRAMLARI

İleri Diferansiyel Denklemler

Öğr. Elemanı: Dr. Mustafa Cumhur AKBULUT

Diferansiyel Denklemler (MATH 276) Ders Detayları

Dijital Kontrol Sistemleri Prof.Dr. Ayhan Özdemir. Dengede bulunan kütle-yay sistemine uygulanan kuvvetin zamana göre değişimi aşağıda verilmiştir.

Şekilde görülen integralin hesaplanmasında, fonksiyonun her verilen bir noktası için kümülatif alan hesabı yapılır.

İleri Diferansiyel Denklemler

İÇİNDEKİLER. Ön Söz...2. Adi Diferansiyel Denklemler...3. Birinci Mertebeden ve Birinci Dereceden. Diferansiyel Denklemler...9

İleri Diferansiyel Denklemler

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ MATEMATİK BÖLÜMÜ BİRİNCİ VE İKİNCİ ÖĞRETİM DERSLERİ

Diferansiyel Denklemler (MATH 276) Ders Detayları

DENİZ HARP OKULU TEMEL BİLİMLER BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

Akışkan Kinematiği 1

İleri Diferansiyel Denklemler

HOMOGEN OLMAYAN DENKLEMLER

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

TÜREV VE UYGULAMALARI

İleri Diferansiyel Denklemler

Kesirli Türevde Son Gelişmeler

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

Mesleki Terminoloji. Sayısal Analiz DERSİ VEREN: ARŞ. GRV. DR. GÖKSEL BİRİCİK MEHMET EMRE ÖNDER DOĞAÇ CEM İŞOĞLU

DİFERANSİYEL DENKLEMLER-2

8.04 Kuantum Fiziği Ders XII

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Sembolik Programlama1. Gün. Sembolik Programlama. 20 Eylül 2011

İÇİNDEKİLER. iii ÖNSÖZ BÖLÜM 1 TEMEL KAVRAMLAR 1 BÖLÜM 2 LİNEER KISMİ DİFERENSİYEL DENKLEMLER 9

İleri Diferansiyel Denklemler

dir. Fonksiyonun (a,b) aralığında integrali ise, her aralıkta alınan integral değerlerini toplanarak, aşağıda verilen şekilde elde edilir.

DÜZCE ÜN IVERS ITES I FEN-EDEB IYAT FAKÜLTES I

1 Lineer Diferansiyel Denklem Sistemleri

UYGULAMALI ELASTİSİTE TEORİSİ

2) Lineer olmayan denklem çözümlerini bilir 1,2,4 1

İÇİNDEKİLER KISIM 1: BİRİNCİ MERTEBE ADİ DİFERENSİYEL DENKLEMLER

Adi Diferansiyel Denklemler (MATH 262) Ders Detayları

İleri Diferansiyel Denklemler

MIT Açık Ders Malzemesi İstatistiksel Mekanik II: Alanların İstatistiksel Fiziği 2008 Bahar

Sınav süresi 75 dakika. Student ID # / Öğrenci Numarası

BÖLÜM 16 KUANTUM : AYRILABİLEN SİSTEMLER

DENKLEMLER CAUCHY-EULER DENKLEMİ. a n x n dn y dx n + a n 1x n 1 dn 1 y

İÇİNDEKİLER. ÖNSÖZ... iii İÇİNDEKİLER... v

İstatistik ve Olasılık

Transkript:

Birinci Mertebeden Adi Diferansiyel Denklemler Bir veya daha çok bağımlı değişken, bir veya daha çok bağımsız değişken ve bağımlı değişkenin bağımsız değişkene göre (diferansiyel) türevlerini içeren bağıntıya diferansiyel denklem denir. 1

Bağımsız değişken; diff Birinci Dereceden Diferansiyel Denklemler DİFERANSİYEL DENKLEMLERİN ÇÖZÜMLERİ Diferansiyel denklemler, uygulamalı matematiğin çok önemli kollarından biri olup, bir çok pratik problemin çözümünde önemli bir araçtır. Bu problemlere örnek olarak salınım problemleri, roket, uydu ve gezegenlerin hareketleri, kimyasal reaksiyonlar, radioaktif maddelerin parçalanması problemleri vb. gösterilebilir. Amacımız diferansiyel denklemlerle tanışmak ve basit denklemlerin çözümünü göstermektir.

Değişkenlerin değişim oranlarını değişkenlerin kendilerinin ve çeşitli parametrelerin fonksiyonları cinsinden ifade eden bir yapıya sahiptirler. Bir çok fiziksel olay, en iyi, değişim oranları şeklinde matematiksel olarak formüle edilebildiğinden, bu tür denklemlere mühendisliğin her alanında sıklıkla rastlanır ve bu nedenle diferansiyel denklemler mühendislikte önemli bir yere sahiptirler. 3

F = dv M 2 dt T = dw J dt 2 di v 21 L q = dt C t dt dt 2 Temel yasalar: konuma ve zamana bağlı değişimler. Mühendislikte daha çok değişimle ilgilenilir. Bir sistemin nasıl değiştiğini (dinamik karakteristiğini) bilirsek, hangi zaman veya hangi konumda nasıl tepki vereceğini tahmin ederek, tasarımlarımızı buna göre yapabiliriz. Gösterim biçimi: dy/dx=f(x) 4

Diferansiyel denklemler, bilinmeyen y = y(x) fonksiyonunun türevlerini içeren bir eşitliktir. Bu eşitlikte türevlerle beraber y = y(x) fonksiyonunun kendisi x in bilinen fonksiyonları ve sabitler de bulunabilir. Türevler denildiğinde I. Mertebeden, II. mertebeden,... türevler kastediliyorlar Denklemdeki en yüksek mertebeden türevin mertebesine diferansiyel denklemin mertebesi denir. Eğer diferansiyel denklem tek bir bağımsız değişken içeriyorsa, bu tür diferansiyel denklemlere adi diferansiyel denklemler (ADD) denir.

Bir sistemin durumu hakkında gözlemler ve deneyler sonucunda y 4 - - - Sistemi genel olarak karakterize eden y=f(x) fonksiyonu - - + + + 3 x dy/dx y 8 - -. y - y i 1 y i h Eğim=. + + xi xi 1 x Adım büyüklüğü h 0 - - -8 - + + + 3 x (b) x i x i+1 x i+n x dy y= dx dx 7

Diferansiyel denklemler fiziksel olayların modellenmesinde sık karşılaşılan denklemlerdendir. Dolayısıyla bu denklemlerin sayısal ve analitik çözümünün bulunması çok önemlidir. Örneğin, mekanikte harmonik salınıcı problemi veya kuantum mekaniğinde bir boyutlu schrödinger denklemi veya elektromagnetik teoride bir boyutlı Laplace denklemi gibi. Eğer diferansiyel denklem tek bir bağımsız değişken içeriyorsa, bu tür diferansiyel denklemlere adi diferansiyel denklemler (ADD) denir. Eğer birden fazla bağımsız değişken söz konusu ise, bu tür diferansiyel denklemlere de kısmi türevli diferansiyel denklemler (KDD) denir. 8

9

Bilgisayar olmaksızın ADD ler genellikle analitik integrasyon teknikleriyle çözülür. Şu anda, pratik öneme sahip olan bir çok ADD in kesin çözümü yoktur. Sayısal yöntemler, bu gibi durumlar için güvenilebilecek tek alternatiftir. Sayısal yöntemler, genelde bilgisayar gerektirdiği için öncesi çağda, mühendislerin araştırmaları büyük oranda sınırlanmıştı. 10

9.1. Mühendislik Uygulamaları Temel yasalar, fiziksel özelliklerdeki ve sistemin konumundaki değişimleri açıklayan deneysel gözlemlere dayanır. Yasalar, fiziksel sistemin durumunu doğrudan açıklamak yerine, genellikle, konuma ve zamana bağlı değişimlerini ifade ederler. 11

Tablo da bazı yasalara ilişkin örnekler verilmiştir. Bu değişimler, sürekli durumda (lim t ) türevlerle ifade edilirse, diferansiyel denklemler ortaya çıkar. Daha sonra bu diferansiyel denklemler integre edilirse, enerji, kütle ve hız değişimleri açısından bir sistemi konuma ve zamana göre tanımlayan matematiksel işlevler elde edilir. 12

14

y' dy dx 2x 3 12x 2 20x 8.5

y = 2x + 5 ve y(1)=-3 ise y(x) denkleminin genel çözümünü ve başlangıç değer problemi çözümünü bulunuz

18

19

21

Ayrılabilir Dif Denk 22

23

24

25

26

Genel Çözümü 27

28

y = y denkleminin genel çözümü nedir

y + 2yx 2 = 0 diferansiyel denklemi genel çözümü nedir? y(0)=5 ise c integral sabiti kaçtır?

x - 2xt + 5 = 0 çözümü nedir? X(t) denklemi ve değişken t olmaktadır.

dy dx = 4 2x 3y 2 5 ise y=? biçiminde yazılabilen denklemlere değişkenlerine ayrılabilir diferansiyel denklemler denir.

y = k ( y - 30) denkleminin genel çözümü nedir?

36