Soluzione particolare di equazione differenziale
Ciao a tutti i matematici e non..
Sono alle prese con un'equazione differenziale lineare non omogenea del primo ordine. Sicuramente può risultare estremamente facile per chi mastica equazioni differenziali dalla mattina alla sera.
Purtroppo non è così per me, vi chiedo perciò un consiglio su come affrontarla.
L'equazione incriminata è questa e descrive la forza che subisce un solido di Maxwell a seguito di una deformazione $u = u_0 H(t)$ dove $H(t)$ è la funzione di Heaviside:
$1/k dotF + 1/eta F = u_0 delta(t)$
Dove per $delta(t)$ si intende il delta di Dirac.
La soluzione dell'omogenea si trova con facilità ed è: $F = C e^(-(kt)/eta)$
Come posso procedere per trovare la soluzione della particolare?
Grazie mille a tutti in anticipo.
Sono alle prese con un'equazione differenziale lineare non omogenea del primo ordine. Sicuramente può risultare estremamente facile per chi mastica equazioni differenziali dalla mattina alla sera.
Purtroppo non è così per me, vi chiedo perciò un consiglio su come affrontarla.
L'equazione incriminata è questa e descrive la forza che subisce un solido di Maxwell a seguito di una deformazione $u = u_0 H(t)$ dove $H(t)$ è la funzione di Heaviside:
$1/k dotF + 1/eta F = u_0 delta(t)$
Dove per $delta(t)$ si intende il delta di Dirac.
La soluzione dell'omogenea si trova con facilità ed è: $F = C e^(-(kt)/eta)$
Come posso procedere per trovare la soluzione della particolare?
Grazie mille a tutti in anticipo.
Risposte
Moltiplicando per \(ke^{k/\eta t}\) la EDO membro a membro e tenendo presente che \(\phi(t)\delta(t) =\phi(0)\delta(t)\) per ogni \(\phi \in C^\infty\) a livello distribuzionale, ottieni un'uguaglianza tra due distribuzioni:
\[
\left( e^{k/\eta\ t}\ F(t)\right)^\prime = k\ u_0\ \delta(t)\; .
\]
Conseguentemente hai:
\[
e^{k/\eta\ t}\ F(t) = k\ u_0\ H(t) + C
\]
ossia:
\[
F(t) = \left(k\ u(t) +C\right)\ e^{-k/\eta\ t}\; .
\]
Vedi se, derivando, ti torna.
\[
\left( e^{k/\eta\ t}\ F(t)\right)^\prime = k\ u_0\ \delta(t)\; .
\]
Conseguentemente hai:
\[
e^{k/\eta\ t}\ F(t) = k\ u_0\ H(t) + C
\]
ossia:
\[
F(t) = \left(k\ u(t) +C\right)\ e^{-k/\eta\ t}\; .
\]
Vedi se, derivando, ti torna.
