Differentialgleichungen homogen, inhomogen

Dieses Thema im Forum "Schule, Studium, Ausbildung" wurde erstellt von doctorrr50, 8. September 2014 .

  1. 8. September 2014
    Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 14. April 2017
    hallo,

    ich habe eine frage zu dgl ...bei folgender gleichung:

    y'''+6y''+12y'+8y=0

    also eine homogene dgl, soll ich die allgemeine lsg bestimmen.

    1. Nullstelle berechnen x1/2/3= -2
    2. Ansatz https://www1.xup.to/exec/ximg.php?fid=15030199

    in der lösung ist aber https://www1.xup.to/exec/ximg.php?fid=96613013 wieso wird da bei t^(0) angefangen?

    falls jmd. y''''+8y''+16y=16 sin(2t) in schritten vorrechnen würde, wäre ich sehr dankbar !

    gruß
     
  2. 8. September 2014
    AW: Differentialgleichungen homogen, inhomogen

    Du studierst nicht zufällig in Aachen?

    Hast ne dreifache Nullstelle, deswegen erst t^0, t und t².
    Wenn Du ne doppelte NS hast, dann nur t^0 und t.
    Wenn Du ne imaginäre Lösungen hast, dann musste mit sin & cos arbeiten. Nur so als Hinweis ^^
     
  3. 8. September 2014
    AW: Differentialgleichungen homogen, inhomogen

    jo alles klar danke!

    ich poste meinen rechenweg mal, wenn ich fertig bin ! damit ich weiß, ob das schema richtig angewendet wird^^
    und ja, aachen wie kommste darauf?
     
  4. 8. September 2014
    AW: Differentialgleichungen homogen, inhomogen

    Sehe ich an der Schriftart und Donnerstag ist Mathe 2
     
  5. 8. September 2014
    AW: Differentialgleichungen homogen, inhomogen

    Hallo zusammen,

    also ich habe die Aufgabe wie folgt gelöst:

    1. Nullstelle erraten um Polynomdivision durch zu führen (Nulltstelle bei x1 = -2) - man kann das selbe auch mit Faktorisierung erreichen
    2. Polynomdivision mit (x+2) liefert x^2+4x+4
    3. Davon die Nullstellen mit pq-Formel berechnen (x2 = -2 und x3 = -2)

    Also haben wir eine dreifache Nullstelle bei -2!

    nach der Formelsammlung von Papula S.293

    y0 = C(t) *e^(-2t), wobei C(t) eine Polynomfunktion vom Grade r-1 ist. r ist hier die Anzahl der Nullstellen.

    y0= c(0) *e^(-2t) + c(1) * e^(-2t) + c(2)*e^(-2t)

    y0= C1*e^(-2t) + C2*t*e^(-2t) + C3*t^2*e^(-2t)

    Ich hoffe ich konnte dir/euch weiterhelfen.
     
  6. 9. September 2014
    AW: Differentialgleichungen homogen, inhomogen

    Ernsthaft!? Das ist LaTeX. Das verwendet man an jeder Uni um Übungsblätter zu schreiben...
     
  7. 9. September 2014
    AW: Differentialgleichungen homogen, inhomogen

    hi,

    danke ja hatte es nun auch so raus !

    habe die aufgabe y''''+8y''+16y=16sin(2t) wie folgt gelöst

    x^4+8x²+16=0
    NST: komplex und doppelt
    x1=-2i
    x2=2i
    x3=2i
    x4=-2i

    Für komplexe NST wäre ja der ansatz
    y=e^2t(c1cos(2t)+c2sin(2t))
    da ich nun eine doppelte habe weiß ich gerade nicht ob ich den gleichen ansatz nochmal nehme also:
    y=e^2t(c3cos(2t)+c4sin(2t))

    für die störfunktion g(t)=16sin(2t)
    wird der ansatz yp=Asin(2x)+Bcos(2t)
    diese dann 4 mal ableiten
    yp'=2Acos(2t)-2Bsin(2t)
    yP''=-4Asin(2t)-4Bcos(2t)
    yp'''=-8Acos(2t)+8Bsin(2t)
    yp''''=16Asin(2t)+16Bcos(2t)

    einsetzen in die homogene:
    =-16Asin(2t)+16Bcos(2t)-32Asin(2t)-32Bcos(2t)+32Acos(2t)-32Bsin(2t)=16cos(2t)+0sin(2t)

    Koeffizientenvergleich:
    32A-16B=16
    -16A-32B=0

    auflösen und in den Ansatz einsetzen yp=-2/5(sind(2t)+1/5cos(2t)
    dann y=yp+yh

    iwo muss ein fehler sein, weil es mit der lösung nicht ganz stimmt

    LSG
    y(t) = c1 cos(2t) + c2 sin 2t + c3t cos(2t) + c4t sin(2t) + − 1/2t^2sin(2t), ci ∈ R

    wie wäre es eig wenn ich bei der stöfunktion z.B. g(t)=e^t*cos(t)+sin(t)

    muss ich dann einfach zwei ansätze für die yp nehmen für e^t*cos(t) und für sin(t) ?

    danke für die hilfe

    PS: ist ja eig egal, aber ja rwth stimmt ja aber du bist nicht zufällig am institut?
     
  8. 9. September 2014
    AW: Differentialgleichungen homogen, inhomogen

    Du kannst deine allg. Lösung ganz einfach auf die Probe stellen, indem du sie y^(n)-mal ableitest und in deine original-funktion einsetzt.

    In diesem Fall deine allg. Lösung bis zum 4. Grad ableiten und dann die 4. und 2. und die normale allg. Lösung in die original DLG einsetzen:

    yp'''' + 8*(yp'') + 16yp =! 16sin(2t), wenn die Gleichung aufgeht, hast du alles richtig gemacht...

    Hätte man hier ein Randwert-Problem könnte man es auch mit einer Laplace-Transformation lösen...
     
  9. Video Script

    Videos zum Themenbereich

    * gefundene Videos auf YouTube, anhand der Überschrift.