100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na je betaling Lees online óf als PDF Geen vaste maandelijkse kosten 4.2 TrustPilot
logo-home
College aantekeningen

Series solutions to ODEs: the Frobenius method

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
13
Geüpload op
03-08-2023
Geschreven in
2022/2023

This chapter focuses on ODEs, which are essential when solving PDEs. In particular it show how to solve ordinary differential equation using the Frobenius method, i.e. finding a series solution to the ODE.

Instelling
Vak









Oeps! We kunnen je document nu niet laden. Probeer het nog eens of neem contact op met support.

Geschreven voor

Instelling
Studie
Onbekend
Vak

Documentinformatie

Geüpload op
3 augustus 2023
Aantal pagina's
13
Geschreven in
2022/2023
Type
College aantekeningen
Docent(en)
Duncan hewitt
Bevat
Alle colleges

Onderwerpen

Voorbeeld van de inhoud

Series Solutions to ODEs
theFrobeniusMetht
A generic inFFin Ésradeoroliaryoligantiaquain one hastheform

W tpeewitglow e X

with twolinearlyindependent solutions Walz andWalz and generalsolution

W AW E BWalz
for constant A B
Weknow how tosolve when
look
Pigconstants forsolutions waemz
characteristicpolynomial matpmtq o with roots me ma
Aemz Bent me ma
w At Bzems ma ma


a

Put z ex Wax ween w z Wa exw zw Wa zaw tew
Z'wtzwitazw zu't bw
zaw tazw't bw z w Ew'tbzw o
Wxxt a s Wxtbw o
a
CA Bloge em ma ma
in

The idea ofthe Frobenius METHOD forgeneral p and q lookforseries solutionsexpandedaboutapoi
z z
we E ace za
with CER constant a o acer
coefficients
Isothat firstterminseriesexpansion is aczz.sc
WLOG we can scale zo o
bychange of variables
we will return to discusswhenthis methodwill worklater


EXAMPLE
Findseries solutionabout z o
of wi't w t w o

solution try WE.az't w E aceticzetasand w Eaccctidactica z't's
equation becomes
É ÉÉÉtgÉÉÉJÉn a
E gazer o
s



aceticCork a galacticthars za
or LaoCcc 2
tza.cz't o

, a Ccc s
24 0 INDIGALEQUATION ie
acctk atk a
za can ya RECURRENCERELATION RR

so IE C
zc o c ya c o c o or C Ya

i c o ar ke s
zack g ar act
Iggy
LEI
s


check e byinduction
as
af an
15 15.2 etc ak GIFT g
Solution is wa aoÉ.cz zk aeEEIIcrz a cost

in C Ya a
GEE LEEK
find that ax
ELIF
wa he E 2kt
Solution is
81 a sine

The generalsolution is W AcosetBsintz


Note in general it is not possible tospot a closedformexpressionfor the infinite sum

DEFINITION
A point ordinary PointYjÉn 5ÉÉÉFÉw'tacew e x pazos and
to is an if
qczo are analytic Ci e theyhave a Taylorseriesexpansion
The point z zo is a REGULAR SINGULARPOINT if Z Zo plz and Z Zo2pCz
are analytic at Z zo
but 2plz
e
g in previous example plz Iz qz Iz whichbothhavesinglepolesat z o

and 22g z are bothanalytic infinitelydifferentiable at 2 0 2 0 is a regular
singular point

THEOREM Foch'sTheorem
Thegeneral solution to x can befound as a generalisedcomplexpowerseriesexpanded around
Z Zo provided Ezo is a regularsingularpointof
If
Z Zo is also an ordinarypoint then solutions will beanalytic at z z i.e powerseries will be a
Taylorseries and c o

Note generalisedheremeansthat it may containsome logarithmicterms see later

e g Find seriessolutionabout X e C1 x2 y 2xy thy
for D
and aex
Identify pix
Iya Iya
se p and q are analytic at z o 2 0 is an ordinarypoint
Canimmediatelyset co and y E ax note he isnot constrainedhere
€6,48
Krijg toegang tot het volledige document:

100% tevredenheidsgarantie
Direct beschikbaar na je betaling
Lees online óf als PDF
Geen vaste maandelijkse kosten

Maak kennis met de verkoper
Seller avatar
eleonoraagostinelli

Ook beschikbaar in voordeelbundel

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
eleonoraagostinelli Oxford University
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
2
Lid sinds
2 jaar
Aantal volgers
1
Documenten
9
Laatst verkocht
8 maanden geleden

0,0

0 beoordelingen

5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Veelgestelde vragen