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Wann ist die Diff-Gleichung im Gleichgewicht?

Universität / Fachhochschule

Gewöhnliche Differentialgleichungen

Tags: equilibrium points, Gewöhnliche Differentialgleichungen

 
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tommy40629

tommy40629 aktiv_icon

11:12 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Hi,

ich habe 3 Differentialgleichung gegeben:

Wie findet man die Punkte, wo sie im Gleichgewicht (equilibrium) sind?
Mein Prof schreibt im Skript, dass wir von nun an alle equilibrium points Fixpunkte nennen.

Also suche ich Fixpunkte.

Das deutsche Beispiel, aus dem Bild, kann man hier nicht anwenden!!

xʹ=y
yʹ=x-x3


xʹ=y
yʹ=-sin(x)


xʹ=y
yʹ=-x+x3


Man soll die Punkte finden, wo die Gleichungen im Gleichgewicht sind.

Laut Beispiel soll man es so lösen:

xʹ=y
yʹ=x-x3

Laut Beispiel soll man die einzelnen Gleichungen Null setzen und nach der Variable auflöse, die im Zähler steht, wenn man xʹ=dxdt schreibt.

Ich setze xʹ=0=>y=0 Und löse nach x auf. Es gibt hier aber kein x, bei y=0!!
Dann setze ich yʹ=0=>x-x3=0. Und löse nach y auf. Bei x-x3=0 gibt es aber kein y!!


Ich weiß hier momentan keine weiteren Lösungsansätze.





1

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

16:57 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Du musst immer beide Gleichungen zusammen als System betrachten, nicht getrennt.
Z.B. in Deinem letzten Beispiel hast Du das System
y=0
x-x3=0
Die zweite Gleichung ist äquivalent zu x(x-1)(x+1)=0,
die erste gibt sofort y=0.
Beide Gleichungen zusammen haben 3 Lösungen: (0,0),(1,0),(-1,0).
tommy40629

tommy40629 aktiv_icon

17:21 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Ich formuliere mal den Rechenweg:

Wir haben das Dynamische System:

xʹ=y
yʹ=x-x3

Wir sollen alle Fixpunkte=equilibrium points finden.

1.)
Wir setzen xʹ=0=>y=0 und wir setzen yʹ=0=>x-x3=0

Wir betrachten jetzt die 2 Gleichungen:
y=0
x-x3=0

Die y-Koordinate haben wir schon, sie ist y=0.

Wir berechnen die x-Koordinaten:

x-x3=0<=>x(1-x2)=0<=>x(1-x)(1+x)=0
Wir können 3 x-koordinaten ablesen: 0,1,-1

Damit haben wir 3 Fixpunkte:
(0,0)
(1,0)
(-1,0)

Das macht dann den Weg frei für die Clasifizierung.


Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

17:23 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Ja, so macht man das.
Frage beantwortet
tommy40629

tommy40629 aktiv_icon

17:25 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Ok. Super!
Danke!

Dann ist das Blatt doch noch ganz gut gelaufen. Vielleicht hilft die Frage ja auch Anderen weiter.