Kalkulus Contoh

$\frac{d^{2} y}{d x^{2}} - 16 y = 0$

Langkah 1

Asumsikan semua penyelesaian sebagai bentuk $y = e^{r x}$ .

Langkah 2

Temukan persamaan karakteristik untuk $\frac{d^{2} y}{d x^{2}} - 16 y = 0$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.1

Tentukan turunan pertamanya.

$\frac{d y}{d x} = r e^{r x}$

Langkah 2.2

Tentukan turunan keduanya.

$\frac{d^{2} y}{d x^{2}} = r^{2} e^{r x}$

Langkah 2.3

Substitusikan ke dalam persamaan diferensial.

$r^{2} e^{r x} - 16 e^{r x} = 0$

Langkah 2.4

Faktorkan $e^{r x}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.4.1

Faktorkan $e^{r x}$ dari $r^{2} e^{r x}$ .

$e^{r x} r^{2} - 16 e^{r x} = 0$

Langkah 2.4.2

Faktorkan $e^{r x}$ dari $- 16 e^{r x}$ .

$e^{r x} r^{2} + e^{r x} \cdot - 16 = 0$

Langkah 2.4.3

Faktorkan $e^{r x}$ dari $e^{r x} r^{2} + e^{r x} \cdot - 16$ .

$e^{r x} (r^{2} - 16) = 0$

Langkah 2.5

Karena eksponensial tidak boleh nol, bagi kedua sisi dengan $e^{r x}$ .

$r^{2} - 16 = 0$

Langkah 3

Selesaikan $r$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.1

Tambahkan $16$ ke kedua sisi persamaan.

$r^{2} = 16$

Langkah 3.2

Ambil akar yang ditentukan dari kedua sisi persamaan untuk menghilangkan eksponen di sisi kiri.

$r = \pm \sqrt{16}$

Langkah 3.3

Sederhanakan $\pm \sqrt{16}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.3.1

Tulis kembali $16$ sebagai $4^{2}$ .

$r = \pm \sqrt{4^{2}}$

Langkah 3.3.2

Mengeluarkan suku-suku dari bawah akar, dengan asumsi bahwa bilangan riil positif.

$r = \pm 4$

Langkah 3.4

Penyelesaian lengkap adalah hasil dari bagian positif dan negatif dari penyelesaian tersebut.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.4.1

Pertama, gunakan nilai positif dari $\pm$ untuk menemukan penyelesaian pertama.

$r = 4$

Langkah 3.4.2

Selanjutnya, gunakan nilai negatif dari $\pm$ untuk menemukan penyelesaian kedua.

$r = - 4$

Langkah 3.4.3

Penyelesaian lengkap adalah hasil dari bagian positif dan negatif dari penyelesaian tersebut.

$r = 4, - 4$

Langkah 4

Dengan dua nilai yang ditemukan dari $r$ , dua penyelesaan dapat dibuat.

$y_{1} = e^{4 x}$

$y_{2} = e^{- 4 x}$

Langkah 5

Menurut prinsip superposisi, penyelesaian umumnya adalah kombinasi linear kedua penyelesaian untuk persamaan diferensial linear homogen ordo dua.

$y = c_{1} e^{4 x} + c_{2} e^{- 4 x}$