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[Risolto] Equazioni differenziali, realtà e modelli

  

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Matematica ed elettronica Considera l'equazione differenziale $y^{\prime \prime}=-\frac{y}{9}$.
a. Determina l'integrale generale.
b. Determina la soluzione particolare $y=f(x)$, il cui grafico interseca l'asse $y$ nel punto di coordinate $\left(0, \frac{1}{2}\right)$ e ha in tale punto retta tangente parallela alla retta di equazione $y=-\frac{\sqrt{3}}{6} x+1$.
c. Verifica che $f(x)=\sin \left(\frac{x}{3}+\frac{5}{6} \pi\right)$ e che $f^2(x)=\frac{1}{2}-\frac{1}{2} \cos \left(\frac{2}{3} x+\frac{5}{3} \pi\right)$.
d. Poni $y=i$ e $x=t$ e interpreta l'equazione $i=f(t)$ come la funzione che esprime l'intensità di una corrente alternata in funzione del tempo. Determina il valore efficace $E$ di tale corrente alternata, di intensità $i=f(t)$, in base alla formula:

$$
E=\sqrt{\frac{1}{T} \int_0^T f^2(t) d t}
$$

dove $T$ indica il periodo della corrente alternata.

$$
\left[\text { a. } f(x)=c_1 \sin \frac{x}{3}+c_2 \cos \frac{x}{3} ; \text { b. } f(x)=-\frac{\sqrt{3}}{2} \sin \frac{x}{3}+\frac{1}{2} \cos \frac{x}{3} ; \text { d. } \frac{\sqrt{2}}{2}\right]
$$

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Spiegare gentilmente i ragionamenti, i passaggi e argomentare.

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y" = - y / 9;

y" + y/9 = 0;

λ^2 + 1/9 = 0;

λ^2 = - 1/9;

λ = radicequadrata(- 1/9);

λ = +- i * (1/3); radici complesse del tipo λ = α +- i β;

l'integrale generale è:

y(x) = e^( α x) * [c1 sen(βx) + c2 cos(βx)];

α = 0 ; e^( α x) = 1;

y(x) = c1 * sen(x/3) + c2 * cos(x/3);

P(0; 1/2);

y(0) = 1/2;

c1 * sen(0/3) + c2 * cos(0/3) = 1/2;

sen(0) = 0; cos(0) = 1;

c2 * 1 = 1/2;

y(x) = c1 * sen(x/3) + 1/2 * cos(x/3);

retta tangente in P, parallela alla retta y = - radice(3) / 6 x + 1;

coefficiente m = - radice(3) / 6;

y - 1/2 = m * ( x - 0) + q

 



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SOS Matematica

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