Iki Boyutlu Sabit Katsay l Lineer Homogen Diferensiyel Denklem Sistemleri (Euler Metodu)

Benzer belgeler
1 Lineer Diferansiyel Denklem Sistemleri

Eğitim Öğretim Yılı Güz Dönemi Diferansiyel Denklemler Çalışma Soruları

İkinci Mertebeden Lineer Diferansiyel Denklemler

İleri Diferansiyel Denklemler

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

fonksiyonu, her x 6= 1 reel say s için tan ml d r. (x 1)(x+1) = = x + 1 yaz labilir. Bu da; f (x) = L

(z z 0 ) n. n=1. Z f (z) dz = 2ib 1

HOMOGEN OLMAYAN DENKLEMLER

Değişken içeren ve değişkenlerin belli değerleri için doğru olan cebirsel eşitliklere denklem denir.

İleri Diferansiyel Denklemler

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP FONKS IYONLARA YAKLAŞIM. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP. Sabit Nokta ve Fonksiyonel Yineleme. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

Bir H Hilbert uzay üzerinde herhangi bir kompakt simetrik T operatörü için,

Hafta 3: SİNYALLER için uygulamalar

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

Belirsiz Integraller. 1.1 Ilkel Fonksiyon ve Belirsiz Integral Temel Tan mlar ve Sonuc. lar

BÖLÜM 1 1- KOMPLEKS (KARMAŞIK) SAYILAR 1-1 KARMAŞIK SAYILAR VE ÖZELLİKLERİ

İleri Diferansiyel Denklemler

İleri Diferansiyel Denklemler

Matematikte karşılaştığınız güçlükler için endişe etmeyin. Emin olun benim karşılaştıklarım sizinkilerden daha büyüktür.

a) x +3 = 8 b) x -4 = -2 c) x -7 = 4 d) x +5 = 6 e) x +8 = 2 f) x -1= -8 x +3 = 5 denkleminin çözümünü bulunuz.

İKİNCİ MERTEBEDEN LİNEER DİFERANSİYEL DENKLEMLER İÇİN HAREKETLİ SINIR DEĞER PROBLEMİ

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

İşaret ve Sistemler. Ders 9: Sistemlere Giriş

TRİGONOMETRİK DENKLEMLER

İleri Diferansiyel Denklemler

8 LAURENT SER I GÖSTER IMLER I

İleri Diferansiyel Denklemler

KARMAŞIK SAYILAR Test -1

MAT355 Kompleks Fonksiyonlar Teorisi I Hafta 2. yapılırsa bu durumda θ ya z nin esas argümenti denir ve Argz ile gösterilir. argz = Argz + 2nπ, n Z

ıfırdan büyük olan rasyonel sayılara pozitif rasyonel sayılar, sıfırdan küçük rasyonel sayılar da negatif rasyonel sayılar denir.

EEM 202 DENEY 5 SERİ RL DEVRESİ

Y l Sonu S nav Önerilen Çözümleri. C t = :85Y t 1 I t = 6(Y t 1 Y t 2 ) G t = 100

Bir özvektörün sıfırdan farklı herhangi bri sabitle çarpımı yine bir özvektördür.

İleri Diferansiyel Denklemler

MIT Açık Ders Malzemeleri Kompleks Değişkenli Fonksiyonlar 2008 Güz

Sağ Taraf Fonksiyonu İle İlgili Özel Çözüm Örnekleri(rezonans durumlar)

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ. Aylin AYKUT MATEMATİK ANABİLİM DALI ANKARA Her hakkı saklıdır

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP. SAYISAL TÜREV ve INTEGRAL. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

ÜN TE II L M T. Limit Sa dan ve Soldan Limit Özel Fonksiyonlarda Limit Limit Teoremleri Belirsizlik Durumlar Örnekler

Math 322 Diferensiyel Denklemler Ders Notları 2012

İleri Diferansiyel Denklemler

DÜZCE ÜN IVERS ITES I FEN-EDEB IYAT FAKÜLTES I

7 TAYLOR SER I GÖSTER IMLER I

1.DERECEDEN DENKLEMLER. (Bu belgenin güncellenmiş halini bu adresten indirebilirsiniz)

İleri Diferansiyel Denklemler

İleri Diferansiyel Denklemler

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi, Gazi Kitabevi 2012

İleri Diferansiyel Denklemler

Elementer matrisler, ters matrisi bulmak, denk matrisler

Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ

TUNCELİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ LİNEER CEBİR DERSİ 2012 GÜZ DÖNEMİ ÇIKMIŞ VİZE,FİNAL VE BÜTÜNLEME SORULARI ÖĞR.GÖR.

SORULAR. 1. Aşa¼g daki limitleri bulunuz. Cevab n z n aşamalar n belirtiniz. lim. 1 n sin. lim. q 1 x 1+x

Lineer Denklem Sistemleri Kısa Bilgiler ve Alıştırmalar

İleri Diferansiyel Denklemler

Proje Adı: Sonlu Bir Aritmetik Dizinin Terimlerinin Kuvvetleri Toplamının İndirgeme Bağıntısıyla Bulunması.

( x) KİRİŞLERDE ÇÖKME EI PL. Px EI. dy dx. Elastik eğrinin diferansiyel denklemi. Küçük çökmeler için; Serbest uçta(a),

Basit Kafes Sistemler

Ders Adı Ders Kodu T+U K AKTS Snf Program ATATÜRK İLKELERİ VE INKİLAP TARİHİ I AIIT Matematik ANALİTİK GEOMETRİ I MAT

1) 6 kişilik bir aile yuvarlak bir masa etraf nda, anne ile baban n yan yana oturmamas koşulu ile kaç farkl biçimde oturabilir?

İÇİNDEKİLER. Bölüm 2 CEBİR 43

Değişken Katsayılı Adi Diferensiyel Denklemler Katsayıları bağımsız(x) değişkene bağlı diferensiyel denklemlerdir. Genel ifadesi şöyledir.

TANIM : a, a, a, a,..., a R ve n N olmak üzere,

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MATEMATİK ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

Teori (saat/hafta) BES117 1.Güz

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü Matematik Bireysel Yar flmas 2004 Soru ve Yan tlar

YAPISAL ANALİZ YRD.DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP L INEER OLMAYAN DENKLEMLER IN ÇÖZÜMÜ 1 / Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

2010 oldu¼gundan x 2 = 2010 ve

EK III POTANSİYELİN TANIMLANMASI

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MATEMATİK ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI DOKTORA PROGRAMI

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

İleri Diferansiyel Denklemler

İKİNCİ DERECEDEN BİR BİLİNMEYENLİ DENKLEMLER,, olmak üzere 2. ÜNİTE. İKİNCİ DERECEDEN DENKLEMLER, EŞİTSİZLİKLER ve FONKSİYONLAR

Taşkın, Çetin, Abdullayeva 2. ÖZDEŞLİKLER,DENKLEMLER VE EŞİTSİZLİKLER

POL NOMLAR. Polinomlar

ÜNİTE. MATEMATİK-1 Doç.Dr.Erdal KARADUMAN İÇİNDEKİLER HEDEFLER ÖZDEŞLİKLER, DENKLEMLER VE EŞİTSİZLİKLER

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.

Örnek...1 : Örnek...5 : n bir pozitif tamsayı ise i 4 n + 2 +i 8 n i 2 0 n + 6 =?

KUADRATİK FORM. Tanım: Kuadratik Form. Bir q(x 1,x 2,,x n ) fonksiyonu

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

KPSS MATEMATÝK. SOYUT CEBÝR ( Genel Tekrar Testi-1) N tam sayılar kümesinde i N için, A = 1 i,i 1

MAT 101, MATEMATİK I, FİNAL SINAVI 08 ARALIK (10+10 p.) 2. (15 p.) 3. (7+8 p.) 4. (15+10 p.) 5. (15+10 p.) TOPLAM

fonksiyonu için in aralığındaki bütün değerleri için sürekli olsun. in bu aralıktaki olsun. Fonksiyonda meydana gelen artma miktarı

Diferansiyel denklemler uygulama soruları

FARK DENKLEMLERİ SİSTEMİ

POLİNOMLAR I MATEMATİK LYS / 2012 A1. 1. Aşağıdakilerden kaç tanesi polinomdur? 6. ( ) ( ) 3 ( ) ( ) n 7 8. ( ) ( ) 2 4.

TG 12 ÖABT İLKÖĞRETİM MATEMATİK

: Bir d do rusu üzerinde; A, B, C ve D noktalar alal m. d. n n uzunlu u denir ve. d d1 d2 F G. E, F d G, H d ve ise. d // d 1 2

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 SAYILAR 11 Bölüm 2 KÜMELER 31 Bölüm 3 FONKSİYONLAR

Diverjans teoremi ise bir F vektörüne ait hacim ve yüzey İntegralleri arasındaki ilişkiyi ortaya koyar ve. biçiminde ifade edilir.

TEMEL KAVRAMLAR MATEMAT K. 6. a ve b birer do al say r. a 2 b 2 = 19 oldu una göre, a + 2b toplam kaçt r? (YANIT: 28)

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi, Gazi Kitabevi 2012

ÖDEV SORULARI Güz Yarıyılı Öğretim Üyesi: Prof. Dr. Sedef Kent

1. GRUPLAR. c (Birleşme özelliği) sağlanır. 2) a G için a e e a a olacak şekilde e G (e ye birim eleman denir) vardır.

DENEY RAPORU. Viskozitenin Ölçülmesi ve Sıcaklıkla Deiiminin ncelenmesi (5 No lu Deney)

Otomatik Kontrol. Kapalı Çevrim Kontrol Sistemin Genel Gereklilikleri. Hazırlayan: Dr. Nurdan Bilgin

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 KÜMELER Bölüm 2 SAYILAR

FİZİK 4. Ders 10: Bir Boyutlu Schrödinger Denklemi

Transkript:

Iki Boyulu Sabi Kasay l Lineer Homogen Diferensiyel Denklem Sisemleri (Euler Meodu) Bu bölümde sabi kasay l, lineer, homogen 8 >< d = a 1x + b 1 y >: dy d = a 2x + b 2 y sisemi ele al nmakad r. Burada a 1 ; a 2 ; b 1 ; b 2 kasay lar reel sabilerdir. (1) siseminin y = Be (2) formunda üsel çözümlerini arayaca¼g z, burada A; B ve sabilerdir. (2) ifadesi (1) siseminde yerine yaz l rsa, ve buradan Ae = a 1 Ae + b 1 Be Be = b 1 Ae + b 2 Be (1) (a 1 )A + b 1 B = 0 (3) a 2 A + (b 2 )B = 0 bulunur, burada A ve B bilinmeyen sabilerdir. (3) sisemi aç k olarak A = B = 0 aşikar çözümüne sahipir ki bu durum (2) siseminin x = y = 0 aşikar çözümünü oraya ç kar r. Di¼ger arafan bilinmekedir ki (3) cebirsel siseminin aşikar olmayan bir çözüme sahip olmas için gerek ve yeer koşul kasay lar marisinin deerminan n n s f r olmas d r. Yani a 1 b 1 a 2 b 2 = 0 ya da 2 (a 1 + b 2 ) + (a 1 b 2 a 2 b 1 ) = 0 (4) olmas d r, burada bilinmeyendir. (4) denklemine (1) sisemine ilişkin karakerisik denklem denir. Karakerisik denklemin 1 ; 2 kökleri karakerisik kökler ad n al r. 1

= 1 (4) karakerisik denkleminin bir kökü olsun. Bu durumda 1 de¼geri (3) siseminde yerine yaz larak karş l k gelen A = A 1 ve B = B 1 de¼gerleri bulunur. Böylece (2) göz önüne al n rsa, (1) siseminin aşikar olmayan bir çözümü x = A1 e 1 y = B 1 e 1 şeklinde bulunur. Şimdi aşa¼g daki üç durum göz önüne al nacak r: 1. 1 ve 2 kökleri reel ve birbirinden farkl d r. 2. 1 ve 2 kökleri reel ve eşiir. 3. 1 ve 2 kökleri eşlenik kompleksir. Teorem 1. (1) sisemine ilişkin (4) karakerisik denkleminin 1 ve 2 kökleri reel ve farkl olsun. Bu durumda (1) sisemi x = A1 e 1 y = B 1 e 1 ve x = A2 e 2 y = B 2 e 2 şeklinde iki ane aşikar olmayan lineer ba¼g ms z çözüme sahipir; burada A 1 ; B 1 ; A 2 ; B 2 belli sabilerdir. Buradan (1) siseminin genel çözümü x = c1 A 1 e 1 + c 2 A 2 e 2 dir, burada c 1 ve c 2 key sabilerdir. Örnek 1. 8> < y = c 1 B 1 e 1 + c 2 B 2 e 2 d = 6x dy >: d = 2x + y siseminin genel çözümünü bulunuz. Çözüm. (5) siseminin formunda çözümü aran rsa, bilinmeyenli 3y (5) y = Be (6) (6 )A 3B = 0 (7) 2A + (1 )B = 0 2

cebirsel sisemi bulunur. (7) siseminin aşikar olmayan bir çözüme sahip olmas için gerek ve yeer koşul 6 3 2 1 = 0 olmas d r. Bu deerminan hesaplan rsa, 2 7 + 12 = 0 karakerisik denklemi elde edilir. Karakerisik kökler 1 = 3; 2 = 4 bulunur. = 1 = 3 de¼geri (7) siseminde yerine yaz larak sisemin aşikar olmayan bir çözümü A = B = 1 bulunur. (6) dan (5) siseminin aşikar olmayan bir çözümü x = e 3 y = e 3 (8) bulunur. Benzer işlemler = 2 = 4 de¼geri için yap l rsa, (5) siseminin aşikar olmayan di¼ger bir çözümü x = 3e 4 y = 2e 4 (9) bulunur. çözümü (8) ve (9) çözümleri lineer ba¼g ms z olup (5) siseminin genel x = c1 e 3 + 3c 2 e 4 y = c 1 e 3 + 2c 2 e 4 olarak elde edilir, burada c 1 ve c 2 key sabilerdir. Teorem 2. (1) sisemine ilişkin (4) karakerisik denkleminin 1 ve 2 kökleri reel ve eşi olsun. Bu durumda (1) sisemi y = Be ve x = (A1 + A 2 )e y = (B 1 + B 2 )e formunda iki lineer ba¼g ms z çözüme sahipir; burada A; B; A 1 ; B 1 ; A 2 ; B 2 belli sabiler olup, A 1 ve B 1 s f rdan farkl ve B 1 = B A 1 A siseminin genel çözümü x = c1 Ae + c 2 (A 1 + A 2 )e y = c 1 Be + c 2 (B 1 + B 2 )e 3 d r. Buradan (1)

dir, burada c 1 ve c 2 key sabilerdir. Örnek 2. 8> < d = 4x dy >: d = x + 2y siseminin genel çözümünü bulunuz. Çözüm. (10) siseminin y (10) y = Be formunda çözümü aran rsa, bilinmeyenli (4 )A B = 0 (11) A + (2 )B = 0 cebirsel sisemi bulunur. (11) siseminin aşikar olmayan bir çözüme sahip olmas için gerek ve yeer koşul 2 6 + 9 = 0 olmas d r. Buradan karakerisik kökler 1 = 2 = 3 bulunur. = 3 de¼geri (11) de yerine yaz larak aşikar olmayan bir çözüm A = B = 1 elde edilir. O halde (10) siseminin aşikar olmayan bir çözümü x = e 3 y = e 3 (12) dir. (10) siseminin ikinci bir çözümünü x = (A1 + A 2 )e 3 y = (B 1 + B 2 )e 3 (13) biçiminde arayal m. (13) verilen sisemde yerine yaz l p gerekli düzenlemeler yap l rsa, (A 1 B 1 ) + (A 2 A 1 B 2 ) = 0 (A 1 B 1 ) + (A 2 B 1 B 2 ) = 0 4

sisemi elde edilir. Bu sisemin aşikar olmayan bir çözümü A 1 = B 1 = A 2 = 1; B 2 = 0 d r. O halde (13) den (10) siseminin ikinci bir çözümü x = ( + 1)e 3 y = e 3 (14) bulunur. (12) ve (14) çözümleri lineer ba¼g ms zd r. Dolay s yla (10) siseminin genel çözümü x = c1 e 3 + c 2 ( + 1)e 3 dir, burada c 1 ve c 2 key sabilerdir. y = c 1 e 3 + c 2 e 3 Teorem 3. (1) sisemine ilişkin (4) karakerisik denkleminin kökleri 1;2 = a ib olsun. Bu durumda (1) sisemi x = e a (A 1 cos b A 2 sin b) x = e y = e a ve a (A 2 cos b + A 1 sin b) (B 1 cos b B 2 sin b) y = e a (B 2 cos b + B 1 sin b) formunda iki lineer ba¼g ms z çözüme sahipir; burada A 1 ; B 1 ; A 2 ; B 2 belli reel sabiler olup (1) siseminin genel çözümü x = e a [c 1 (A 1 cos b A 2 sin b) + c 2 (A 2 cos b + A 1 sin b)] y = e a [c 1 (B 1 cos b B 2 sin b) + c 2 (B 2 cos b + B 1 sin b)] dir, burada c 1 ve c 2 key sabilerdir. Örnek 3. 8> < d dy >: d = siseminin genel çözümünü bulunuz. Çözüm. (15) siseminin = 3x + 2y 5x + y (15) y = Be formunda çözümü aran rsa, bilinmeyenli (3 )A + 2B = 0 (16) 5A + (1 )B = 0 5

cebirsel sisemi bulunur. (16) siseminin aşikar olmayan bir çözüme sahip olmas için gerek ve yeer koşul 2 4 + 13 = 0 olmas d r. Buradan karakerisik kökler 1;2 = 2 3i bulunur. = 2 + 3i de¼geri (16) da yerine yaz larak aşikar olmayan bir çözüm A = 2; B = 1+3i elde edilir. Bu de¼gerler kullan larak (15) siseminin kompleks bir çözümü x = e 2 [(2 cos 3) + i(2 sin 3)] y = e 2 [( cos 3 3 sin 3) + i((3 cos 3 sin 3)] biçiminde yaz labilir. Bu çözümün reel ve sanal k s mlar (15) siseminin çözümleri olduklar ndan, ayn sisemin iki reel çözümü x = 2e 2 cos 3 y = e 2 (17) (cos 3 + 3 sin 3) ve x = 2e 2 sin 3 y = e 2 (3 cos 3 sin 3) (18) biçimindedir. (17) ve (18) çözümleri lineer ba¼g ms z olduklar ndan (15) siseminin genel çözümü x = 2e 2 (c 1 cos 3 + c 2 sin 3) y = e 2 [c 1 ( cos 3 3 sin 3) + c 2 (3 cos 3 sin 3)] dir, burada c 1 ve c 2 key sabilerdir. 6