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Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen" - Anfangswertproblem
Anfangswertproblem < gewöhnliche < Differentialgl. < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Anfangswertproblem: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:36 Mo 28.03.2011
Autor: monstre123

Aufgabe
Man löse das Anfangswertproblem [mm] y'=-\bruch{y}{1+x}+\bruch{1}{(1+x)^{3}} [/mm] ; y(1)=0
mit Hilfe der homogenen Lösung [mm] y_{h}=\bruch{1}{1+x} [/mm] durch Variation der Konstanten!
1.Probe: Für die "Konstante" erhält man [mm] C'(\pi)=0.058299 [/mm]
2.Probe: y(2)=0.055555

Hallo,

zur obigen Frage: Muss ich zunächst den inhomogenen Teil [mm] \bruch{1}{(1+x)^{3}} [/mm] für die partikuläre Lösung betrachten, also Ansatz [mm] y_{p}=C(x)*\bruch{1}{(1+x)^{3}} [/mm] ?

Danke vorab.

        
Bezug
Anfangswertproblem: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:44 Mo 28.03.2011
Autor: MathePower

Hallo monstre123,


> Man löse das Anfangswertproblem
> [mm]y'=-\bruch{y}{1+x}+\bruch{1}{(1+x)^{3}}[/mm] ; y(1)=0
>  mit Hilfe der homogenen Lösung [mm]y_{h}=\bruch{1}{1+x}[/mm] durch
> Variation der Konstanten!
> 1.Probe: Für die "Konstante" erhält man [mm]C'(\pi)=0.058299[/mm]
>  2.Probe: y(2)=0.055555
>  Hallo,
>  
> zur obigen Frage: Muss ich zunächst den inhomogenen Teil
> [mm]\bruch{1}{(1+x)^{3}}[/mm] für die partikuläre Lösung
> betrachten, also Ansatz [mm]y_{p}=C(x)*\bruch{1}{(1+x)^{3}}[/mm] ?


Für die partikuläre Lösung machst Du den  Ansatz

[mm]y_{p}=C(x)*\bruch{1}{1+x}[/mm]

und setzt diesen Ansatz in die inhomogene DGL ein.


>  
> Danke vorab.


Gruss
MathePower

Bezug
                
Bezug
Anfangswertproblem: Korrektur Integration
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:23 Mo 28.03.2011
Autor: monstre123

Also ich habe C'(x) und möchte integrieren:

[mm] C'(x)=\bruch{1}{(1+x)^{2}} [/mm]

[mm] C(x)=\integral{C'(x)dx}=\integral{\bruch{1}{(1+x)^{2}}dx}=-\bruch{1}{3*(1+x)^{3}} [/mm]

korrekt?

mein weg: [mm] \bruch{1}{(1+x)^{2}}=(1+x)^{-2} [/mm] --> [mm] -\bruch{1}{3}(1+x)^{-3}=-\bruch{1}{3*(1+x)^{3}} [/mm]

ich glaube, dass ich irgendwo hier einen fehler habe, weil sonst die aufgabe nicht aufgeht.

Danke vorab für die Korrektur.

Bezug
                        
Bezug
Anfangswertproblem: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:27 Mo 28.03.2011
Autor: schachuzipus

Hallo monstre123,


> Also ich habe C'(x) und möchte integrieren:
>  
> [mm]C'(x)=\bruch{1}{(1+x)^{2}}[/mm] [ok]
>  
> [mm]C(x)=\integral{C'(x)dx}=\integral{\bruch{1}{(1+x)^{2}}dx}=-\bruch{1}{3*(1+x)^{3}}[/mm] [notok]

Beachte, dass [mm]\int{z^r \ dz}=\frac{1}{r+1}z^{r+1} \ \ (+C)[/mm] für alle [mm]r\neq -1[/mm]

Du kannst hier der Einfachheit halber substituieren mit [mm]z=z(x):=1+x[/mm], ist aber eigentlich nicht nötig ...

>  
> korrekt?
>
> mein weg: [mm]\bruch{1}{(1+x)^{2}}=(1+x)^{-2}[/mm] [ok] -->
> [mm]-\bruch{1}{3}(1+x)^{-3}=-\bruch{1}{3*(1+x)^{3}}[/mm] [notok]
>  
> ich glaube, dass ich irgendwo hier einen fehler habe, weil
> sonst die aufgabe nicht aufgeht.

Wende die obige Formel an!

>  
> Danke vorab für die Korrektur.

Gruß

schachuzipus


Bezug
                                
Bezug
Anfangswertproblem: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:56 Mo 28.03.2011
Autor: monstre123


> Hallo monstre123,
>  
>
> > Also ich habe C'(x) und möchte integrieren:
>  >  
> > [mm]C'(x)=\bruch{1}{(1+x)^{2}}[/mm] [ok]
>  >  
> >
> [mm]C(x)=\integral{C'(x)dx}=\integral{\bruch{1}{(1+x)^{2}}dx}=-\bruch{1}{3*(1+x)^{3}}[/mm]
> [notok]
>  
> Beachte, dass [mm]\int{z^r \ dz}=\frac{1}{r+1}z^{r+1} \ \ (+C)[/mm]
> für alle [mm]r\neq -1[/mm]
>  
> Du kannst hier der Einfachheit halber substituieren mit
> [mm]z=z(x):=1+x[/mm], ist aber eigentlich nicht nötig ...
>  
> >  

> > korrekt?
> >
> > mein weg: [mm]\bruch{1}{(1+x)^{2}}=(1+x)^{-2}[/mm] [ok] -->
> > [mm]-\bruch{1}{3}(1+x)^{-3}=-\bruch{1}{3*(1+x)^{3}}[/mm] [notok]
>  >  

oje was für ein tragischer fehler :P
so hier aber die richtige lösung: [mm] \bruch{1}{(1+x)^{2}}=(1+x)^{-2} [/mm] -->  [mm] -\bruch{1}{(1+x)} [/mm] natürlich mit der integrationskonstante

> > ich glaube, dass ich irgendwo hier einen fehler habe, weil
> > sonst die aufgabe nicht aufgeht.
>  
> Wende die obige Formel an!
>  
> >  

> > Danke vorab für die Korrektur.
>
> Gruß
>  
> schachuzipus
>  


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