BerandaSainsMatematikaPersamaan Diferensial - Persamaan Diferensial Parsial dan Deret Fourier - Bagian 1.3

Persamaan Diferensial – Persamaan Diferensial Parsial dan Deret Fourier – Bagian 1.3

Selesaikan masalah nilai batas yang diberikan atau tunjukkan bahwa masalah tersebut tidak memiliki solusi

$$y” + y = 0, \ y(0) = 0, \ y(L) = 0$$

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita gunakan beberapa tahap penyelesaian

Transformasi Persamaan Kuadrat

Ubah persamaan diferensial menjadi persamaan kuadrat

  • $y” = s^2$
  • $y’ = s$
  • $y = konstanta$

$$s^2 + 1 = 0$$

$$s^2 = -1$$

$$s = \pm i$$

Bisa kita ubah menjadi

$$s = 0 \pm i$$

Ingat kalau solusi dari persamaan diferensial dengan akar imajiner adalah

$$\alpha \pm \beta i$$

$$y(x) = e^{-\alpha x}(C_1 \cos (\beta x) + C_2 \sin (\beta x))$$

Kita substitusikan nilai-nilainya

$$0 \pm i$$

$$y(x) = e^{-0}(C_1 \cos (x) + C_2 \sin (x))$$

$$y(x) = C_1 \cos (x) + C_2 \sin (x)$$

Uji Batas Nilai

Kita substitusikan nilai pertama

$$y(0) = C_1 \cos (0) + C_2 \sin (0)$$

$$0 = C_1 + 0$$

$$\mathbf{C_1 = 0}$$

Kita substitusikan nilai kedua

$$y(L) = C_2 \sin (L)$$

$$0 = C_2 \sin (L)$$

Disini terdapat dua solusi yang ada

n adalah bilangan bulat bebas dan $\pi$ adalah $180^\circ$

  • Jika $L \neq n\pi$, maka satu satunya cara adalah $C_2$ harus 0. Solusinya adalah solusi trivial $y(x) = 0$.
  • Jika $L = n\pi$, maka $C_2$ bisa berupa konstanta apa saja karena nilai $\sin (\pi)$ sudah menghasilkan nol. Solusinya adalah $y(x) = C_2 \sin x$ (solusi tak terhingga).

Artikel Terkait

Tinggalkan komentar

Silakan masukkan komentar anda!
Silakan masukkan nama Anda di sini

Artikel Terbaru

Artikel Populer