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Differentialgleichung: nicht verständlich
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:49 So 26.06.2005
Autor: Nataliee

Habe scheinbar nix dazu gelernt, hab immer noch ein brett vor dem Kopf wenns darum geht. Sucht euch bitte eine der Beiden aus um es mir näher zu bringen.

(a)
y'= sin [mm] xe^{y}, y(x_{0}) [/mm] = [mm] y_{0} [/mm]

(b)
y'= [mm] y+2e^{2x}, [/mm] y(0) = 4

        
Bezug
Differentialgleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:33 So 26.06.2005
Autor: kruder77

hi nataliee,

(b)   [mm] y'=y+2e^{2x} [/mm]               ; y(0) = 4


als erstes umstellen:

[mm] y'-y=2e^{2x} [/mm]

dann homogene lsg:

y'-y=0
[mm] y_{h}=C_{1}*e^{x} [/mm]


dann die partikuläre lsg durch vdk (geht meiner meinung nach bei dgl 1.ordnung am schnellsten):

[mm] y_{p}=C(x)*e^{x} [/mm]
[mm] y_{p}'= C'(x)*e^{x}+C(x)*e^{x} [/mm]

dies dann einsetzen:

[mm] [C'(x)*e^{x}+C(x)*e^{x}]-[C(x)*e^{x}]=2e^{2x} [/mm]
[mm] C'(x)*e^{x}=2e^{2x} [/mm]
[mm] C'(x)=2e^{x} \Rightarrow [/mm] C(x)= [mm] 2*e^{x}+K_{1} [/mm] ; [mm] K_{1}=0 [/mm] (Integrationskonstante muss Null gesetzt werden)

einsetzen:

[mm] y_{p}= 2*e^{x}*e^{x}= 2*e^{2x} [/mm]

allgemeine Lösung bestimmen:

y(x)= [mm] y_{h}+y_{p}= C_{1}*e^{x} [/mm] + [mm] 2*e^{2x} [/mm]

nun zum AWP:

y(0) = 4
y(0)= [mm] C_{1}*e^{0} [/mm] + [mm] 2*e^{2*0}=4 [/mm]

[mm] C_{1}+2= [/mm] 4  [mm] \Rightarrow C_{1}=2 [/mm]

dies dann noch in die spezielle Lösung einsetzen:

y(x)=  [mm] 2*e^{x} [/mm] + [mm] 2*e^{2x} [/mm]

und fertig ist :-)
funktioniert mit diesen Schema bei DGL's erster Ordnung wunderbar,
bei DGL's zweiter Ordnung ist anstatt VdK die TdK besser bzw. schneller.

hoffe ich konnte dir ein wenig helfen!
gruß kruder77







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Differentialgleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:28 So 26.06.2005
Autor: Nataliee

Die Antwort wurde als fehlehaft gekennzeichnet;

Kann es eigentlich nachvollziehen aber bei der homogenen Lösungen wirds nicht ein leuchtend.

Kann jemand das vielleicht genauer erklären bei der homgenen Lösung?

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Differentialgleichung: Fehler?
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:08 So 26.06.2005
Autor: Loddar

Hallo Nataliee!


> Die Antwort wurde als fehlehaft gekennzeichnet;

Kein Wunder, das hast DU ja auch gemacht!

Welchen Fehler hast Du denn gefunden?
Oder soll die Antwort wieder als richtig markiert werden?


Gruß
Loddar


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Differentialgleichung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:39 So 26.06.2005
Autor: Astrid

Hallo Natalie,

ich kann keinen Fehler in der Lösung finden. Hast du das vielleicht aus Versehen als fehlerhaft markiert?

Verstehst du denn nun die Lösung? Falls nicht, dann frag am besten konkret nach, an welcher Stelle in der Antwort du nicht mehr folgen kannst! Was leuchtet dir nicht ein?

Viele Grüße
Astrid

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Differentialgleichung: fehler
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:36 So 26.06.2005
Autor: Nataliee

ohh war ein fersehen sorry,

Die zwei zeilen nach "dann homogene lsg: " verstehe ich nicht ganz.

Die erste verstehe ich so das es vor definiert ist und die 2. ist mir nicht klar


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Differentialgleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:33 So 26.06.2005
Autor: kruder77


> Die zwei zeilen nach "dann homogene lsg: " verstehe ich
> nicht ganz.


na, vielleicht helfen dir folgende Zwischenschritte:

y'-y=0
[mm] \bruch{y'}{y}=1 [/mm]
[mm] \integral {\bruch{1}{y}}dy=\integral [/mm] {1}dx
ln(abs(y))=x
[mm] y=e^{x}*C_{1} [/mm] ; [mm] C_{1} \varepsilon \IR [/mm]


gruß kruder77

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Differentialgleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 09:48 Mo 27.06.2005
Autor: Nataliee

Mein Problem ist das ich es auf die andere Aufgabe versuch anzuwenden aber es klappt nicht so recht

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Differentialgleichung: Wo liegt das Problem?
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:14 Mo 27.06.2005
Autor: Loddar

Guten Morgen Nataliee!


Wo genau liegt denn das Problem?


Die DGL lautet doch:  $y' \ = \ [mm] \sin(x) [/mm] * [mm] e^y$ [/mm]

[mm] $\gdw$ [/mm]

[mm] $\bruch{y'}{e^y} [/mm] \ = \ y' * [mm] e^{-y} [/mm] \ = \ [mm] \sin(x)$ [/mm]

[mm] $\gdw$ [/mm]

[mm] $e^{-y} [/mm] * dy \ = \ [mm] \sin(x) [/mm] * dx$

[mm] $\gdw$ [/mm]

[mm] $\integral_{}^{}{e^{-y} \ dy} [/mm] \ = \ [mm] \integral_{}^{}{\sin(x) \ dx}$ [/mm]

...


Kommst Du nun alleine weiter?


Gruß
Loddar


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Differentialgleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:04 Mo 27.06.2005
Autor: Nataliee

Morgen,
ich glaub ich machs mir immer selbst irgenwie kompliziert:

e^-y *dy = sin(x) *dx

(cos(y)-sin(y))*dy=sin(x)*dx

sin(y)+cos(y)=-cos(x)

...weiter weiß ich nun nicht

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Differentialgleichung: Korrektur + Tipp
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:16 Mo 27.06.2005
Autor: Loddar

Hallo Nataliee!


> e^-y *dy = sin(x) *dx
> (cos(y)-sin(y))*dy=sin(x)*dx

[verwirrt] Wie kommst Du denn darauf [kopfkratz3] ??

Es gilt doch:  [mm] $\integral_{}^{} {e^{-y} \ dy} [/mm] \ = \ [mm] -e^{-y}$ [/mm]   !!

[aufgemerkt] Auf der rechten Seite der Gleichung nicht die Integrationskonstante $+ \ [mm] C_1$ [/mm] vergessen!

Anschließend nach $y$ umstellen ...

Gruß
Loddar


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Bezug
Differentialgleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:43 Mo 27.06.2005
Autor: Nataliee

es macht mir anscheinend Spaß die Sachen kompliziert zu machen:
es folgt:

y(x)= ln(cos(x))-ln C1 oder? und jetzt?

[mm] y_{0}= ln(cos(y_{0}))-ln [/mm] C1 ?

Bezug
                                                                                
Bezug
Differentialgleichung: nächste Schritte ...
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:33 Mo 27.06.2005
Autor: Loddar

Hallo Nataliee!

> es macht mir anscheinend Spaß die Sachen kompliziert zu machen:

Aber nun machst Du es Dir etwas zu einfach ...


> y(x)= ln(cos(x))-ln C1

[notok] Hier hast Du sowohl ein Minuszeichen unterschlagen als auch nicht nach MBLogarithmusgesetzen gearbeitet ...

Ich erhalte:   $y \ = \ [mm] \red{-}\ln\left[\cos(x) - C_1\right]$ [/mm]


> [mm]y_{0}= ln(cos(y_{0}))-ln[/mm] C1 ?

[notok] Auch das ist leider zu einfach gemacht ...

Irgendwann beim umformen solltest Du den Zwischenschritt haben:

[mm] $e^{-y} [/mm] \ = \ [mm] \cos(x) [/mm] - [mm] C_1$ [/mm]

Dies kannst Du nun umstellen nach [mm] $C_1$ [/mm] und dann setzt Du ein:

[mm] $y_0 [/mm] \ := \ [mm] y\left(x_0\right)$ [/mm]


Es entsteht leider ein etwas "krummer Ausdruck" für die Integrationskonstante [mm] $C_1$ [/mm] ...


Gruß
Loddar


Bezug
                                                                                        
Bezug
Differentialgleichung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:49 Mo 27.06.2005
Autor: Nataliee

Ich muß noch wohl was an meinen Grundlagen arbeiten, Danke.

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