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Differentialgleichung partikuläre Lösung

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Tags: Gewöhnliche Differentialgleichungen, Partielle Differentialgleichungen

 
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Lordgregg

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19:24 Uhr, 11.06.2014

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Hey Leute

Mein Prof schreibt in seinem Script
5y+y=xex daraus folgert er, weil 1 keine Nullstelle ist, das die partikuläre LSG (ax+b)e^x existiert, und schlussendlich (x2-54)ex lauten muss.

Wie komme ich auf den Term (ax+b)e^x? Wiso ist das eine partikuläre LSG?

Um danach auf die Zahlen zu kommen, stimmt es wenn ich das charakteristische Polynom bilde und denn Wert 1 einsetze also mit der Formel 1f(1)ex arbeite ? f steht hier für das charakteristische Polynom, aber iwie geht das nicht auf.


Vielen Dank ;-)

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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Mathe-Steve

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19:36 Uhr, 11.06.2014

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Hallo,

der partikuläre Ansatz ist im wesentlichen ein Ansatz vom Typ der rechten Seite (oder vom Typ der Störfunktion). Die rechte Seite ist von der Gestalt lineare Funktion * e-Funktion, somit ist der Ansatz für die partikuläre Seite genauso, also (ax+b)*exp(x). Die Ausnahme ist der Resonanzfall, nämlich dass die homogene Lösung vom gleichen exp-Typ ist. In diesem Fall also 1 eine (einfache) Lösung des char. Polynoms wäre. (Dann hättest Du (ax+b)*x*exp(x) als partikulären Ansatz. Der Rest ist einsetzen in die DGL und ausrechnen von a und b. Das mit dem f(1) wäre mir neu.

Gruß

Stephan

Lordgregg

Lordgregg aktiv_icon

19:48 Uhr, 11.06.2014

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Vielen Dank für deine Antwort,
Ich verstehe das die rechte Seite eine lineare Funktion e Funktion ist, aber wieso ist beim Ansatz dann ein + dazwischen ? Also (ax+b)e^x

Schaut man den Ansatz in einer Tabelle nach oder kann man den herleiten ? Ich meine wie wärs wenn jetzt die Gleichung von vorher =xe^-x wäre? Wie kann ich das herleiten ?
Antwort
Mathe-Steve

Mathe-Steve aktiv_icon

19:56 Uhr, 11.06.2014

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Wieso brauchen wir ein -? die allgemeine lineare Funktion ist y=ax+b oder y= mx+t oder wie Du auch immer die Koeffizienten bezeichnen willst. Wenn b negativ herauskommt, dann wird das sowieso zu - und wenn Du als Ansatz -ax-b wählst, dann kommt halt b positiv heraus, das ist doch egal.

In deinem Beispiel wäre der Exponent -x, also -1*x und -1 ist eine einfache Lösung der char. Gleichung, also Ansatz (ax+b)*x*exp(-x).

Und ja, es gibt Tabellen für partikuläre Ansätze, aber die sind für nichts gut, was man nicht auch durch ein wenig Übung und Verständnis erreichen könnte.

Lordgregg

Lordgregg aktiv_icon

20:04 Uhr, 11.06.2014

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Ich steh glaube ich langsam voll auf dem Schlauch.

Also wenn 5y=xex ist nehme ich den Ansatz (ax+b)*e^x was dann ax*e^x +bex ergibt, ich habe verstanden, dass xex eine lineare Funktion mal einer e-Funktion ist, aber wenn ich den Ansatz vom Prof nehme kriege ich eine lineare Funktion mal eine e Funktion plus eine e Funktion.
Aber die rechte Seite lässt sich ja ohne dieses +bex darstellen, für was brauch ich die dann ?
Antwort
Mathe-Steve

Mathe-Steve aktiv_icon

20:14 Uhr, 11.06.2014

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Es ist völlig egal, ob die rechte Seite x e x oder ( x 3 ) e x oder ( 5 x 17 ) e x ist, der Ansatz bleibt immer ( a x + b ) e x . Und ob Du das anschließend ausmultiplizierst oder nicht ist auch egal.

Frage beantwortet
Lordgregg

Lordgregg aktiv_icon

20:17 Uhr, 11.06.2014

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Okay habe verstanden, danke schönen Abend noch ;-)