2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.

Если Вы хотите задать новый вопрос, то не дописывайте его в существующую тему, а создайте новую в корневом разделе "Помогите решить/разобраться (М)".

Если Вы зададите новый вопрос в существующей теме, то в случае нарушения оформления или других правил форума Ваше сообщение и все ответы на него могут быть удалены без предупреждения.

Не ищите на этом форуме халяву, правила запрещают участникам публиковать готовые решения стандартных учебных задач. Автор вопроса обязан привести свои попытки решения и указать конкретные затруднения.

Обязательно просмотрите тему Правила данного раздела, иначе Ваша тема может быть удалена или перемещена в Карантин, а Вы так и не узнаете, почему.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Корректно ли составлено ОДУ? №2
Сообщение04.08.2013, 08:19 
Аватара пользователя


02/07/10
21
Решил задачи к главе I выпуска VIII ("Дифференциальные уравнения") сборника "Математика в техническом университете" изд. МГТУ им. Баумана. Всего там три задачи. Во всех трех требуется составить уравнения определенных траекторий. Хотя мне и удалось получить уравнения во всех задачах, но уверенности в правильности решения почему-то нет. Чтобы не перегружать топик, решения каждой задачи привожу (схематично) в отдельном топике с повторением этого вводного абзаца. Проверьте, пожалуйста, правильно ли они решены и, если нет, укажите на ошибки. Спасибо.

Задача 2
Условие
Человек и собака находятся в начальный момент времени в точках $A$ и $B$ на расстоянии $L$ друг от друга. Человек уходит от собаки со скоростью $v$ по дороге, перпендикулярной к отрезку $AB$, а собака бежит по направлению к человеку со скоростью $2v$. Составить ОДУ траектории собаки.

Мое решение
Расположим декартову систему координат на плоскости так, чтобы точка $A$ лежала в начале координат, точка $B$ - на отрицательной части оси $Ox$, а движение человека было бы направлено по оси $Oy$ в положительную сторону.
Пусть траектория движения собаки описывается функцией $y = y(x)$. В некоторый момент времени собака находится в точке $N = (x, y)$ своей траектории. Человек в этот же момент находится в точке $M = (x^*, y^*)$ своей траектории. Из условий задачи следует, что отрезок $MN$ лежит на касательной к траектории собаки в точке $N$. Обозначим через $C$ точку с координатами $(0, y)$. Тогда угловой коэффициент упомянутой касательной равен
$$\frac{\left | CM \right |}{\left | CN \right |} = \frac{\left | AM \right | - y}{-x} = \frac{y - y^*}{x}$$
Для длины $s$ дуги $BC$, как функции от $x$ (т. е. $s = s(x)$) имеем
$$s' = \sqrt{1 + (y')^2}$$
По условию скорости собаки и человека постоянны, причем модуль скорости собаки в два раза больше модуля скорости человека.Тогда, длину пути $y^*$, пройденного человеком, можно также рассматривать как функцию от $x$, причем
$$y^*(x) = \frac{s(x)}{2}$$
А тогда
$$(y^*)' = \frac{s'}{2}$$
Учитывая полученное ранее выражение для углового коэффициента касательной, найдем $y''$
$$y'' = {\frac{y - y^*}{x}}' = \frac{s'}{2x}$$
И, окончательно, имеем ОДУ
$$y'' = -\frac{\sqrt{1 + (y')^2}}{2x}$$

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group