Område: Differentialregning Emne: Svingninger Niveau: A
Opgave/Titel: Med udgangspunkt i teorien for harmoniske svingninger (som forudsættes bekendt fra det obligatoriske stof) skal du beskrive differentialligningsmodeller, dels for dæmpede svingninger, dels for tvungne svingninger. I forbindelse med tvungne svingninger kan du eventuelt komme ind på resonanskurver; men der kræves ingen systematisk teoretisk behandling heraf. 

Derefter skal du skitsere den generelle teori for lineære differentialligninger af anden orden med konstante koefficienter. Såvel homogene som inhomogene differentialligninger skal omtales i relation til dæmpede og tvungne svingninger. Beviser for sætninger vedrørende løsningsmængdens struktur skal kun medtages i det omfang pladsen tillader det. 

I tilknytning hertil skal du løse mindst to af opgaverne i vedlagte bilag. Du kan frit benytte elektroniske hjælpemidler, fx. til tegning af grafer. 
 

 BILAG: 

Opgave 1 
Bestem den eller de løsninger til differentialligningen 
 y’’ = -y,  hvis graf(er) går gennem de to punkter 

 

Opgave 2 
Løs hver af følgende differentialligninger: 

1.  y’’ - 4y’ + 3y = 0. 
2.  y’’ - 4y’ + 7y = 0. 
3.  y’’ - 4y’ + 4y = 0. 

Fortolk hver af de tre ligninger i forbindelse med teorien for dæmpede svingninger. Skitser også graferne for nogle løsningskurver. 

Opgave 3 
Betragt differentialligningen 

 y’’ = - 9y + 3cos(wt). 

Fortolk differentialligningen i forbindelse med teorien for tvungne svingninger og bestem resonansfrekvensen. 
Du kan eventuelt give en kvalitativ beskrivelse af, hvilken indflydelse tilføjelsen af et dæmpningsled i differentialligningen vil have på resonanskurven.

Kilder: