Problema di Cauchy
Salve a tutti,
sto preparando l'esame di Analisi 2 e mi sono imbattuta in un problema che non riesco a risolvere (e a capire) neanche dopo ore passate su internet.
Dato il problema di Cauchy:
\begin{equation}
\begin{cases}
y'=y^4\\y(0)=0
\end{cases}
\end{equation}
vorrei determinarne le soluzioni. Su Wolfram Alpha vedo che le soluzioni sono più di una e non capisco quale ipotesi del teorema di Peano-Picard non sia soddisfatta. La funzione $y^4$ è continua e localmente lipschitziana in un intorno di zero e il metodo delle approssimazioni successive non funziona. Insomma, non capisco come gestire questo apparentemente semplice problema di Cauchy. Qualcuno può darmi una mano?
sto preparando l'esame di Analisi 2 e mi sono imbattuta in un problema che non riesco a risolvere (e a capire) neanche dopo ore passate su internet.
Dato il problema di Cauchy:
\begin{equation}
\begin{cases}
y'=y^4\\y(0)=0
\end{cases}
\end{equation}
vorrei determinarne le soluzioni. Su Wolfram Alpha vedo che le soluzioni sono più di una e non capisco quale ipotesi del teorema di Peano-Picard non sia soddisfatta. La funzione $y^4$ è continua e localmente lipschitziana in un intorno di zero e il metodo delle approssimazioni successive non funziona. Insomma, non capisco come gestire questo apparentemente semplice problema di Cauchy. Qualcuno può darmi una mano?
Risposte
Quando hai un'equazione autonoma, cioè del tipo \(y' = f(y)\), in corrispondenza degli zeri di \(f\) hai soluzioni costanti. In altri termini, se \(f(y_0) = 0\), allora la funzione costante \(y(t) = y_0\), \(t\in \mathbf{R}\), è una soluzione dell'equazione differenziale. Se, inoltre, \(f\) è localmente lipschitziana, valgono le ipotesi del teorema di esistenza e unicità locale; di conseguenza, (sempre se \(f(y_0) = 0\)), per ogni \(t_0 \in \mathbf{R}\) il problema di Cauchy
\[
\begin{cases}
y' = f(y),\\
y(t_0) = y_0
\end{cases}
\]
ammette come unica soluzione la funzione costante \(y(t) = y_0\), \(t\in \mathbf{R}\).
\[
\begin{cases}
y' = f(y),\\
y(t_0) = y_0
\end{cases}
\]
ammette come unica soluzione la funzione costante \(y(t) = y_0\), \(t\in \mathbf{R}\).
Ti ringrazio, chiarissimo, ero entrata in un brutto loop e mi stavo confondendo!