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DGL/"Variation der Konstanten"

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Sabrina (sabip)
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Junior Mitglied
Benutzername: sabip

Nummer des Beitrags: 8
Registriert: 12-2002
Veröffentlicht am Dienstag, den 07. Januar, 2003 - 11:54:   Beitrag drucken

Hallo, ich weiss bei diesen beiden Aufgaben leider nicht weiter:
Lösen Sie die folgenden DGL mit der Methode "Variation der Konstanten".
a)y''+2y'-3y=e^x+sinx
b)y''+y=xlnx+1/x

Vielen Dank
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Orion (orion)
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Erfahrenes Mitglied
Benutzername: orion

Nummer des Beitrags: 436
Registriert: 11-2001
Veröffentlicht am Dienstag, den 07. Januar, 2003 - 15:46:   Beitrag drucken

Sabrina,

Notieren wir zwecks Abkürzung die Dgl. in der Form

(1) L[y] = f(x).

Sind dann y1,y2 zwei linear unabhängige Lösungen der homogenen Dgl. L[y]=0,und ist
w eine partikuläre Lösung der inhomogenen Dgl.
L[w]=f(x), so lautet die allgemeine Lösung y der gegebenen Dgl (1):

y = C1*y1+C2*y2 + w.

Oft findet man w "durch scharfes Hinsehen". Andernfalls kann man "Variation der Konstanten"
anwenden:
Ansatz:

w= u*y1+v*y2

wobei u(x),v(x) noch zu bestimmende Funktionen sind.
Man verfügt über u,v folgendermassen:

(2) u'*y1+v'*y2 = 0

(3) u'*y1' + v'*y2' = f(x).

Damit wird (rechne nach !) L[w]=f erfüllt.

Das lineare Gleichungssystem (2),(3) lässt sich leicht
nach u',v' auflösen (die Nennerdeterminante ist die
sog. Wronskideterminante), anschliessend können u und v durch Integration bestimmt werden.
Das wäre kurz gefasst die Theorie.

a) Leicht findest Du (Ansatz: y = elx):

y1=ex, y2=e-3x.

b) Man sieht unmittelbar:

y1=cos x , y2=sin x.

Mit dieser Anleitung solltest Du weiter kommen.


mfG Orion

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