Equazione differenziale del primo ordine
Considero il seguente problema di Cauchy:
${(y'=1/(y^2-x^2+1)),(y(0)=1):}$
(1): Devo dimostrare che esiste unica la soluzione locale $y\inC^1(-delta,delta)$, $delta>0$.
Definisco $Omega={(x,y)\inRR^2:-1<=x<=1 and y>0}$.
Ho che $f\inC^(oo)(Omega)$ e dunque $f$ è localmente Lipschitziana per y in $Omega$.
Posso allora concludere che esiste unica la soluzione locale $y\inC^1(-delta,delta)$, $delta>0$.
(2): Devo provare che la soluzione è una funzione crescente.
Equivale a mostrare che $f(x,y)>0$ per $(x,y)\inOmega$.
$f(x,y)>0 <=> 1/(y^2-x^2+1)>0 <=> (y^2-x^2+1)>0$ ed essendo $|x|<1$ si ha che $(y^2-x^2+1)>y^2>0$ in quanto $y>0$.
Dunque la soluzione è crescente.
(3): Devo provare che se $(a,b)subRR$ è l'intervallo di esistenza massimale della soluzione allora $b=+oo$.
Mi date conferma sui due primi punti e qualche indicazione per come risolvere il terzo? Grazie!
${(y'=1/(y^2-x^2+1)),(y(0)=1):}$
(1): Devo dimostrare che esiste unica la soluzione locale $y\inC^1(-delta,delta)$, $delta>0$.
Definisco $Omega={(x,y)\inRR^2:-1<=x<=1 and y>0}$.
Ho che $f\inC^(oo)(Omega)$ e dunque $f$ è localmente Lipschitziana per y in $Omega$.
Posso allora concludere che esiste unica la soluzione locale $y\inC^1(-delta,delta)$, $delta>0$.
(2): Devo provare che la soluzione è una funzione crescente.
Equivale a mostrare che $f(x,y)>0$ per $(x,y)\inOmega$.
$f(x,y)>0 <=> 1/(y^2-x^2+1)>0 <=> (y^2-x^2+1)>0$ ed essendo $|x|<1$ si ha che $(y^2-x^2+1)>y^2>0$ in quanto $y>0$.
Dunque la soluzione è crescente.
(3): Devo provare che se $(a,b)subRR$ è l'intervallo di esistenza massimale della soluzione allora $b=+oo$.
Mi date conferma sui due primi punti e qualche indicazione per come risolvere il terzo? Grazie!
Risposte
I primi due, ad una rapida occhiata, sembrano ok.
Per il terzo, devi evidentemente ricorrere al teorema di prolungabilità della soluzione.
Per il terzo, devi evidentemente ricorrere al teorema di prolungabilità della soluzione.
Si ma per fare questo dovrei mostrare che non può essere $lim_(x->b)|y(x)|=+oo$ ma non conoscendo $y(x)$ come posso fare?