Gewone differentiaalvergelijkingen: Gebruik van een integrerende factor
Een inhomogene eerste-orde lineaire differentiaalvergelijking
We bekijken de algemene eerste-orde lineaire inhomogene differentiaalvergelijking \[y'(t)=a(t)\cdot y(t)+b(t)\] Dit betekent dat de GDV
- orde 1 heeft omdat alleen de eerste afgeleide \(y'(t)\) erin voor komt;
- lineair is vanwege de lineaire vorm waarin \(y\) en \(y'\) voorkomen;
- inhomogeen is als \(b(t)\neq 0\).
Stel nu dat \(A(t)\) een primitieve van \(a(t)\) is (deze bestaat als \(a(t)\) continu op een gesloten interval is).
Dan is \(e^{-A(t)}\) een integrerende factor.
Stel dat \(a(t)\) en \(b(t)\) continue functies zijn ongelijk aan de nulfunctie en stel dat \(A(t)\) een primitieve functie van \(a(t)\) is. Dan is de algemene oplossing van de GDV \[y'(t)=a(t)\cdot y(t)+b(t)\] gelijk aan \[y(t)=e^{A(t)}\cdot (F(t)+c)\] waarbij \(F(t)\) een primitieve is van \(e^{-A(t)}\cdot b(t)\) en \(c\) een integratieconstante is.
Ontgrendel volledige toegang