130 Chapter 5Integration
is the operator form of equation (5.2). The operatorsDandD
− 1
have the property
D
− 1
D 1 = 1 D D
− 1
1 = 11
true of any pair of inverse operators. Then
is equivalent to
Value of the integration constant
In an actual problem the value of the integration constantCin (5.2) is determined by
some auxiliary condition. Consider, for example, a curve whose gradient at every
point is given by the function 2 x. The equation of such a curve is
(5.5)
This equation represents a family of curves, one curve for each value of C(Figure 5.3).
If it is required that the curve pass through a particularpoint, the point (1, 1 2)say, the
auxiliary condition on (5.5) is thaty 1 = 12 whenx 1 = 11 ; that is,y 1 = 121 = 111 + 1 C. Therefore,
C 1 = 11 , andy 1 = 1 x
2
1 + 11 is the equation of the particular curve whose gradient is given by
dy 2 dx 1 = 12 xand that passes through the point (1, 1 2).
It is shown in later chapters how, in a physical problem, the value of the integration
constant is determined by the nature and state of the system.
yxdxxC==+Z 2
2
ZZ
d
dx
Fx C dx
d
dx
()+ Fx C dx Fx() ()
=+
=+CC
DD DD
−−
=+
=+
11
Fx C() Fx C Fx C() ()
2
−10+1
(1,2)
C=− 1 , 0 , 1
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Figure 5.3