Hoofdstuk 6 Differentiaalvergelijkingen
Richtingsvelden, evenwichten en modellen
Differentiaalvergelijking: Een vergelijking die een verband legt tussen y ( t ) en y ' (t ). y ' ( t )=f (t , y ( t ))
r
y ' ( t )= y (t)( a− y ( t )) is dus een differentiaalvergelijking.
a
Als we de functie y(t) kennen, kunnen we er een grafiek van maken. We kennen echter deze
oplossing niet, maar we weten wel de waarde van de afgeleide in de punten (t, y(t)).
Als we voor elk punt (t, y(t)) een lijnstukje met helling y’(t) op dat punt tekenen (raaklijnelement),
ontstaat er een richtingsveld van de differentiaalvergelijking
Als we starten in het punt t=0 en y(0)=1/4a (fig. 6.2). Hierin
heeft y(t) een positieve helling, dus grafiek is stijgend. Bij
y=1/2a is de helling maximaal; hierboven neemt de helling
weer af, tot bij y=a hier is de helling nul.
Voor t=0 en y(0)>a geldt dat de afgeleide negatief is (dus
ook de helling is negatief). Hierbij geldt ook
y ( t ) → a dan y ' (t) →0 .
a is dus een evenwicht die na verloop van tijd bereikt
wordt.
Voorbeeld
y ' ( t )=t− y (t )
We maken een rooster van punten. t maakt stappen van ½ van 0 naar 5 en y(t) maakt stappen van ½
van -1 naar 4. In deze punten teken we de corresponderende hellingwaarden (fig. 6.4).
Richtingsvelden, evenwichten en modellen
Differentiaalvergelijking: Een vergelijking die een verband legt tussen y ( t ) en y ' (t ). y ' ( t )=f (t , y ( t ))
r
y ' ( t )= y (t)( a− y ( t )) is dus een differentiaalvergelijking.
a
Als we de functie y(t) kennen, kunnen we er een grafiek van maken. We kennen echter deze
oplossing niet, maar we weten wel de waarde van de afgeleide in de punten (t, y(t)).
Als we voor elk punt (t, y(t)) een lijnstukje met helling y’(t) op dat punt tekenen (raaklijnelement),
ontstaat er een richtingsveld van de differentiaalvergelijking
Als we starten in het punt t=0 en y(0)=1/4a (fig. 6.2). Hierin
heeft y(t) een positieve helling, dus grafiek is stijgend. Bij
y=1/2a is de helling maximaal; hierboven neemt de helling
weer af, tot bij y=a hier is de helling nul.
Voor t=0 en y(0)>a geldt dat de afgeleide negatief is (dus
ook de helling is negatief). Hierbij geldt ook
y ( t ) → a dan y ' (t) →0 .
a is dus een evenwicht die na verloop van tijd bereikt
wordt.
Voorbeeld
y ' ( t )=t− y (t )
We maken een rooster van punten. t maakt stappen van ½ van 0 naar 5 en y(t) maakt stappen van ½
van -1 naar 4. In deze punten teken we de corresponderende hellingwaarden (fig. 6.4).
