Pregunta
upstudy study bank question image url

8) \( y^{(4)}-8 y^{\prime}=0 \)

Ask by Maxwell Rose. in Thailand
Jan 24,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

Responder

\( y(x) = C_1 + C_2 e^{2x} + e^{-x} (C_3 \cos(\sqrt{3}\,x) + C_4 \sin(\sqrt{3}\,x)) \)

Solución

ให้แก้สมการเชิงอนุพันธ์เชิงเส้นอันดับที่สี่: \[ y^{(4)} - 8 y^{\prime} = 0 \] **ขั้นตอนการแก้สมการ:** 1. **ตั้งสมการลักษณะเฉพาะ:** สมมติว่า \( y = e^{rx} \) แล้วแทนลงในสมการจะได้: \[ r^4 e^{rx} - 8 r e^{rx} = 0 \] หารด้วย \( e^{rx} \) (ซึ่งไม่เป็นศูนย์) จะได้สมการลักษณะเฉพาะ: \[ r^4 - 8 r = 0 \] 2. **หาค่ารากของสมการลักษณะเฉพาะ:** ทำการแยกปัจจัย: \[ r (r^3 - 8) = 0 \] ดังนั้น รากของสมการคือ: \[ r = 0 \] \[ r^3 = 8 \Rightarrow r = 2 \] รวมถึงรากเชิงซ้อนจาก \( r^3 = 8 \): \[ r = -1 \pm i\sqrt{3} \] 3. **เขียนคำตอบทั่วไปของสมการเชิงอนุพันธ์:** จากรากที่ได้ คำตอบทั่วไปจะเป็น: \[ y(x) = C_1 + C_2 e^{2x} + e^{-x} \left( C_3 \cos(\sqrt{3}\,x) + C_4 \sin(\sqrt{3}\,x) \right) \] โดยที่ \( C_1, C_2, C_3, \) และ \( C_4 \) เป็นค่าคงที่ที่กำหนดจากเงื่อนไขเริ่มต้นหรือขอบเขตที่กำหนดให้ **สรุปคำตอบทั่วไป:** \[ y(x) = C_1 + C_2 e^{2x} + e^{-x} \left( C_3 \cos(\sqrt{3}\,x) + C_4 \sin(\sqrt{3}\,x) \right) \]

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Mind Expander

To solve the differential equation \( y^{(4)} - 8y' = 0 \), we can first rewrite it as a characteristic equation. Let \( r \) be the characteristic root; this leads to \( r^4 - 8r = 0 \). Factoring out \( r \) gives us \( r(r^3 - 8) = 0 \). The roots are \( r = 0 \) and \( r^3 = 8 \), which gives \( r = 2 \) as the real root (with a multiplicity of 3, since \( r - 2 \) is a factor three times). Therefore, the general solution to this fourth-order differential equation combines these findings: \[ y(t) = C_1 + C_2 t + C_3 e^{2t} + C_4 te^{2t} \] where \( C_1, C_2, C_3, C_4 \) are constants determined by initial conditions. Fun Fact: This equation is linear with constant coefficients, making it quite popular in the study of vibrations and systems in engineering! Real-World Application: Differential equations like this are often seen in physics and engineering, particularly in analyzing systems subjected to forces and in damping oscillators. The solutions help predict behavior over time, crucial for designing everything from buildings to vehicles!

¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad