1 votos

Probar que una función en una EDO tiene una asíntota

Así que he mirado esta respuesta al problema de demostrar que la función $y$ que satisface: $$y'=1+y^4$$ tiene una asíntota. La solución parece muy elegante, excepto que no puedo seguir uno de los pasos. Concretamente, cuando pasa de $\frac{y'}{y^2}\geq2$ a: $$\frac{1}{y(t_0)}-\frac{1}{y(t_1)}\geq2(t_1-t_0)$$ Entiendo que desde $y$ es (obviamente) cóncava hacia arriba, la pendiente de la secante de $t_0$ a $t_1$ es mayor que la derivada en $t_0$ : $$y'(t_0)\leq \Delta y=\frac{y(t_1)-y(t_0)}{t_1-t_0}$$ Lo que significa que podemos limitar $\frac{y'}{y^2}$ con: $$\frac{\Delta y}{y^2}\geq\frac{y'}{y^2}\geq2$$ Y como $y^2=y(t_0)^2$ podemos escribir: $$\frac{y(t_1)-y(t_0)}{y(t_0)^2}\geq2(t_1-t_0)$$ Sin embargo, esta no es la misma desigualdad que se deriva en la respuesta. Me doy cuenta de que la desigualdad de la respuesta se puede derivar si dejamos que $y^2\approx y(t_0)y(t_1)$ y esta aproximación se hace más precisa si llevamos $t_1$ cada vez más cerca de $t_0$ .

Así que mi pregunta es, ¿cómo se deriva esa desigualdad en particular?

2voto

user10354138 Puntos 1302

Integrar $\frac{y'}{y^2}\geq 2$ del tiempo $t=t_0$ a $t=t_1$ , $t_0<t_1$ da $$ \int_{t_0}^{t_1}\frac{y'}{y^2}\,\mathrm{d}t \geq \int_{t_0}^{t_1}2\,\mathrm{d}t $$ y $$ LHS=\int_{y(t_0)}^{y(t_1)}\frac{\mathrm{d}y}{y^2}=\frac1{y(t_0)}-\frac1{y(t_1)}. $$

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X