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D solve initial and boundary value problems nonlinear ivps and bvps

Tutorial 12 Schritte, der Reihe nach in einer Sitzung ausgeführt. Jeder Schritt wurde gegen die Engine ausgeführt, und die Ausgabe unten ist, was er erzeugte.

Schritt 1
LogisticEquation = y'[t] == r(1 - (y[t] / K)) * y[t];

Keine Ausgabe - dieser Schritt bereitet etwas für den nächsten vor.

Schritt 2
DSolve[LogisticEquation, y, t]
Ausgabe
{{y -> Function[{t}, C[1]/E^Integrate[-(r*(1 - y[t]/K)), t]]}}
Schritt 3
DSolve[{LogisticEquation /. {r -> (1 / 2), K -> 4}, y[0] == 1}, y, t]
Ausgabe
{{y -> Function[{t}, E^(Integrate[(-1 - -1/4*y[0])/2, 0] - Integrate[(-1 - -1/4*y[t])/2, t])]}}
Schritt 4
sol = DSolve[{LogisticEquation, y[0] == a * K}, y, t]
Ausgabe
{{y -> Function[{t}, a*E^(Integrate[-(r*(1 - y[0]/K)), 0] - Integrate[-(r*(1 - y[t]/K)), t])*K]}}
Schritt 5
{LogisticEquation, y[0]} /. sol[[1]]//Simplify
Ausgabe
{Derivative[1][Function[{t}, a*E^(Integrate[-(r*(1 - y[0]/K)), 0] - Integrate[-(r*(1 - y[t]/K)), t])*K]][t] == -(a^2*E^(2*Integrate[-(r*(1 - y[0]/K)), 0] - 2*Integrate[-(r*(1 - y[t]/K)), t])*K*r) + a*E^(Integrate[-(r*(1 - y[0]/K)), 0] - Integrate[-(r*(1 - y[t]/K)), t])*K*r, a*K}
Schritt 6
Plot[Evaluate[Table[y[t] /. sol[[1]] /. {K -> 4, a -> i, r -> (1 / 3)}, {i, 2, 1 / 10, -1 / 3}]], {t, 0, 8}, PlotRange -> All]
Ausgabe
-Graphics-
Schritt 7
eqn  = y''[x]  - (1 / 2) * (y'[x] ^ 2 / y[x])  + 1 / (2 * y[x]) == 0;

Keine Ausgabe - dieser Schritt bereitet etwas für den nächsten vor.

Schritt 8
sol = DSolve[{eqn, y[0] == 1, y'[0] == 2}, y, x]
Ausgabe
DSolve[{1/(2*y[x]) - Derivative[1][y][x]^2/(2*y[x]) + Derivative[2][y][x] == 0, y[0] == 1, Derivative[1][y][0] == 2}, y, x]
Schritt 9
{eqn, y[0], y'[0]} /. sol[[1]]//Simplify
Ausgabe
{1/(2*y[x]) - Derivative[1][y][x]^2/(2*y[x]) + Derivative[2][y][x] == 0, y[0], Derivative[1][y][0]} /. {1/(2*y[x]) - Derivative[1][y][x]^2/(2*y[x]) + Derivative[2][y][x] == 0, y[0] == 1, Derivative[1][y][0] == 2}
Schritt 10
generalsolution = DSolve[{y''[x] / 2 == y[x] ^ 3 - y[x]}, y[x], x]
Ausgabe
DSolve[{Derivative[2][y][x]/2 == -y[x] + y[x]^3}, y[x], x]
Schritt 11
(sol = DSolve[{y''[x] / 2 == y[x] ^ 3 - y[x], y[0] == 0, y'[Infinity] == 0}, y[x], x] )//Quiet
Ausgabe
DSolve[{Derivative[2][y][x]/2 == -y[x] + y[x]^3, y[0] == 0, Derivative[1][y][Infinity] == 0}, y[x], x]
Schritt 12
Plot[{y[x] /. sol[[2]], 1}, {x, -2, 2}, PlotRange -> All]
Ausgabe
-Graphics-

Verwendete Funktionen

Verwandte Rezepte

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