Σελίδα 1 από 1

Δύο λύσεις της ίδιας ΣΔΕ

Δημοσιεύτηκε: Κυρ Απρ 13, 2025 3:08 pm
από Γ.-Σ. Σμυρλής
Πρόβλημα. Ἔστω ὅτι οἱ συναρτήσεις \varphi,\psi : \mathbb R\to\mathbb R, ἀποτελοῦν λύσεις τῆς διαφορικῆς ἐξισώσεως x'=f(x), ὅπου f:\mathbb R\to\mathbb R, συνεχὴς καὶ f(x)\ne 0, διὰ κάθε x\in\mathbb R. Δείξατε ὅτι ὑπάρχει \tau\in\mathbb R, ὥστε

\displaystyle{ 
\psi(t)=\varphi(t-\tau), 
}

διὰ κάθε t\in\mathbb R.

Re: Δύο λύσεις της ίδιας ΣΔΕ

Δημοσιεύτηκε: Κυρ Απρ 13, 2025 8:01 pm
από Mihalis_Lambrou
Γ.-Σ. Σμυρλής έγραψε: Κυρ Απρ 13, 2025 3:08 pm Πρόβλημα. Ἔστω ὅτι οἱ συναρτήσεις \varphi,\psi : \mathbb R\to\mathbb R, ἀποτελοῦν λύσεις τῆς διαφορικῆς ἐξισώσεως x'=f(x), ὅπου f:\mathbb R\to\mathbb R, συνεχὴς καὶ f(x)\ne 0, διὰ κάθε x\in\mathbb R. Δείξατε ὅτι ὑπάρχει \tau\in\mathbb R, ὥστε

\displaystyle{ 
\psi(t)=\varphi(t-\tau), 
}

διὰ κάθε t\in\mathbb R.
.
Αφού η f δεν μηδεχίζεται, διατηρεί το πρόσημό της. Χωρίς βλάβη f(x) >0 για κάθε x. Η συνάρτηση τότε

\displaystyle{F(X) = \int _0^X \dfrac {1}{f(x)} dx} είναι γνήσια αύξουσα και άρα αντιστρέψιμη.

Η διαφορική εξίσωση γράφεται \displaystyle{\dfrac {1}{f(x)} \dfrac {dx}{dt} =1}. Ολοκληρώνοντας από t=0 έως t=T έχουμε

\displaystyle{  \int _{t=0}^{t=T} \dfrac {1}{f(x)} dx= T}, δηλαδή \displaystyle{F(x(T)) - F(x(0))= T}, οπότε για κάποιο c είναι

\displaystyle{F(x(T))= T+c}, ισοδύναμα (αλλάζω το T σε t) έχουμε \displaystyle{\boxed {x(t)=F ^{-1} (t+c)}. Αυτό μας δίνει τύπο για όλες της λύσεις της Διαφορικής. Ειδικά για δύο λύσεις \psi , \, \phi, είναι

\phi (t) =F ^{-1} (t+c) , \, \psi (t) =F ^{-1} (t+c') και άρα

\psi (t) = \phi (t+c'-c), όπως θέλαμε.

Γιώργο, χαιρετίσματα στους φίλους στην Μεγαλόνησο.

Re: Δύο λύσεις της ίδιας ΣΔΕ

Δημοσιεύτηκε: Δευ Απρ 14, 2025 1:04 am
από Γ.-Σ. Σμυρλής
Χαιρετίσματα στην Κρήτη.