Summenregel. Ziel der Summenregel ist es, Funktionen der Form f'(x) = y´(x) = a·x n + b·x m +.. zu integrieren 1. Schritt: Man bringt die gegebene Funktion auf die Form y´(x) = a·x n´ + b·x m +.. 2. Schritt: Die Summenregel besagt, dass man bei einer endlichen Summe von Funktionen auch gliedweise integrieren darf. Lineare Differentialgleichung lösen - mit Vorschlag. Somit wendet man bei jedem Glied der Funktion die Potenzregel an. Zuletzt sei noch kurz das Lösungsverfahren für DGL des Typs f'(x) = y´(x) = a bzw. DGL die ein Glied ohne Variable aufweisen: Lösung einer Differentialgleichung Die Lösung einer Differentialgleichung mithilfe der eben gezeigten Verfahren kann im Allgemeinen nicht die Gleichung selbst eindeutig bestimmen (deswegen C = Konstante), sondern benötigt zusätzlich noch weitere Anfangs- oder Randwerte zu exakten Bestimmung. Beispiel: y´(x) = 6x + 3 => y(x) = 6 · (x²): 2 + 3x + C = 3x² + 3x + C Autor:, Letzte Aktualisierung: 22. Februar 2022
Also multiplizierst du die DGL mit einem und bestimmst und. Die Integrabilitätsbedingung ist nicht erfüllt Leitest du sie ab und setzt sie gleich, erhältst du diese Gleichung Darin setzt du noch das Beispiel ein Multiplikation mit M Der Trick ist, ein zu wählen, dass nur von einer Variable abhängt. Dadurch erzeugst du eine einfache gewöhnliche DGL, mit der du bestimmen kannst. Ob du ein oder ein wählst, ist dir überlassen. Du musst ausprobieren, wie du eine zielführende bzw. die einfachere DGL erzeugst. Probieren wir mal. Die Ableitung fällt raus Jetzt kannst du rauskürzen. Die DGL löst du mit Trennung der Variablen. Dann sortierst du erst mal, um danach zu integrieren und nach aufzulösen. Es ergibt sich. Lösung der DGL Jetzt machen wir noch die Probe, indem wir und auf Integrabilität prüfen. Für ergibt sich: Nun setzt du für ein und das kürzt sich raus. Differentialgleichungen 1. Ordnung - online Rechner. ist leicht zu bestimmen. Jetzt kannst du nach ableiten, was null ergibt, und nach ableiten. Das ergibt ebenfalls Null. Die Integrabilitätsbedingung ist also erfüllt.
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Nun prüfst du die Integrabilitätsbedingung, indem du zuerst nach ableitest. abgeleitet nach ergibt Null und abgeleitet nach ergibt. Dann leitest du noch nach ab. y nach abgeleitet ergibt, die Konstante 1 fällt beim Ableiten raus. Du stellst fest, dass die Integrabilitätsbedingung erfüllt ist. ist gleich. Daraus kannst du folgern, dass deine DGL exakt ist. Erste Möglichkeit der DGL Lösung Das Potential kannst du auf verschiedene Arten konstruieren. Die erste Möglichkeit ist, dass du nach integrierst, da wir als definiert haben. Außerdem intergierst du entsprechend seiner Definition als nach. Konstruktion des Potentials Die Integrationskonstanten und sind jeweils von der Variablen oder abhängig, nach der nicht integriert wurde. Zurück zum Beispiel: Wir integrieren nach Das ergibt Als nächstes integrieren wir nach. Integration von a und b Jetzt vergleichen wir die Integrale: Du erkennst den Mischterm in beiden Integralen. Der Anteil ist nur von abhängig und entspricht somit der Integrationskonstante.
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