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Forum "Partielle Differentialgleichungen" - Ansatz der rechten Seite
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Ansatz der rechten Seite: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:32 Mo 14.02.2011
Autor: zocca21

Aufgabe
Verständnisfragen zu dem Ansatz der rechten Seite:

Hallo zusammen,
ich sitz nun schon seit längerem an dem Thema "Ansatz der rechten Seite". Variation der Konstanten hab ich verstanden, jedoch ist sie manchmal sehr rechenaufwändig.

Bei dem Ansatz der Rechten Seite mache ich je nach Störfunktion einen anderen Ansatz.
Dabei hab ich noch etwas von Resonanz gelesen. Das bedeutet wohl, dass ich wenn die Nullstellen meiner Störfunktion auch Nullstellen meines charakteristischen Polynoms der homogenen Lösung sind, ich einen anderen Ansatz wählen muss.

Mal ein Beispiel:

[mm] y^{(6)} [/mm] - [mm] 4y^{(5)} [/mm] + [mm] 5y^{(4)} [/mm] - [mm] 4y^{(2)} [/mm] = [mm] 5x^2 [/mm] + 5 + 40x [mm] *e^{2x} [/mm] + [mm] e^{2x} [/mm] + 15 sinh(2x)

Die homogene Lösung hat die Nullstellen: [mm] X_1 [/mm] =0, [mm] x_2= [/mm] 0 , [mm] X_3 [/mm] = 2, [mm] X_4=2 ,X_5 [/mm] = i [mm] ,X_6= [/mm] -i

Wie komm ich nun Explizit zu meinen 5 Ansätzen der Störfunktionen? ICh denke man kann diese auch zusammenfassen aber ich wills mal ausfürhlich machen.

[mm] h(x)_1 [/mm] = [mm] 5x^2 [/mm]

Nun hab ich ja 0 als doppelte NST und einen Grad 2.
Wie geh ich hier nun vor?

Vielen Dank

        
Bezug
Ansatz der rechten Seite: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:56 Mo 14.02.2011
Autor: fred97

Schau Dir mal das an:

            [mm] http://www.math.tu-dresden.de/wir/staff/ludwig/verkehr_2/DGL_3.pdf [/mm]

FRED

Bezug
                
Bezug
Ansatz der rechten Seite: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:31 Mo 14.02.2011
Autor: zocca21

Ok also nochmal zum checken:

Wenn ich nun habe

s(x) = [mm] 5x^2 [/mm]

Kann ich als Ansatz wählen:

[mm] (ax^2 [/mm] + bx + c) * [mm] e^{0x} [/mm]

Wenn nun Null eine Nullstelle ist, dann multipliziere ich noch mit X...falls es eine doppelte Nullstelle ist mit [mm] X^2. [/mm]

s(x) = 5

Ansatz: [mm] a*e^{ox} [/mm]

Wenn nun Null eine Nullstelle ist.

Ansatz [mm] X*a*e^{0x} [/mm]

Nun habe ich z.B.

s(x) = [mm] e^{4x} [/mm]

Dann ist mein Ansatz wenn ich keine Resonanz habe:

[mm] a*e^{4x}... [/mm]

Nun wenn ich:

S(x)= cos(2x) = [mm] e^{2ix} [/mm]

Muss ich dass dann so umschreiben??
Oder immer mit: (a * cos(x) + b sin(x))

Bezug
                        
Bezug
Ansatz der rechten Seite: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:23 Mo 14.02.2011
Autor: MathePower

Hallo  zocca21,

> Ok also nochmal zum checken:
>  
> Wenn ich nun habe
>  
> s(x) = [mm]5x^2[/mm]
>  
> Kann ich als Ansatz wählen:
>  
> [mm](ax^2[/mm] + bx + c) * [mm]e^{0x}[/mm]
>
> Wenn nun Null eine Nullstelle ist, dann multipliziere ich
> noch mit X...falls es eine doppelte Nullstelle ist mit
> [mm]X^2.[/mm]


So ist es [ok]


>  
> s(x) = 5
>  
> Ansatz: [mm]a*e^{ox}[/mm]
>
> Wenn nun Null eine Nullstelle ist.
>  
> Ansatz [mm]X*a*e^{0x}[/mm]


[ok]


>  
> Nun habe ich z.B.
>  
> s(x) = [mm]e^{4x}[/mm]
>  
> Dann ist mein Ansatz wenn ich keine Resonanz habe:
>  
> [mm]a*e^{4x}...[/mm]


[ok]


>  
> Nun wenn ich:
>  
> S(x)= cos(2x) = [mm]e^{2ix}[/mm]
>  
> Muss ich dass dann so umschreiben??
>  Oder immer mit: (a * cos(x) + b sin(x))


Es ist immer dieser genannte Ansatz:

[mm]a*\cos\left(2*x\right)+b*\sin\left(2*x\right)[/mm]

Wenn Du eine Störfunktion dieser Art hast,
dann kommst Du mit dem komplexen Ansatz

[mm]c*e^{2*i*x}[/mm]

schneller zum Ziel.

In dem Fall, daß [mm]\cos\left(2x\right)[/mm] die Störfunktion ist,
löst der Realteil der partikulären Lösung die DGL.



Gruss
MathePower

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