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So ist z. B. auch dein letztgenanntes Beispiel nach Umstellung trennbar, du kannst es also alternativ auch mit Trennung der Variablen lösen - aber du "musst" es nicht. 19. 2014, 02:10 Danke für deine Antwort! Verbesser mich wenn das nun falsch ist: Das bedeutet ich kann jede Aufgabe die für Trennung der Variablen vorgesehen ist auch mit der Homogenen und speziellen Lösung lösen? 19. 2014, 02:23 DrMath Ja, das ist letztgenannte ist ein allgemeines Verfahren, das im Prinzip immer funktioniert. Zumindest, wenn sich die beiden Lösungen (homogen und inhomogen, z. mit Variation der Konstanten) problemlos ausrechnen lassen. Im Prinzip läuft es also unabhängig vom Lösungsverfahren immer darauf hinaus, ob man die auftretenden Integrale berechnen kann. 19. 2014, 02:24 Und vor allem - in der Klausur auch nicht uninteressant - wie schnell! 20. 2014, 00:00 Das bedeutet ich kann jede Aufgabe die für Trennung der Variablen vorgesehen ist auch mit der Homogenen und speziellen Lösung lösen? Das eine hat mit dem anderen wenig zu tun: Das mit der "homogenen und speziellen Lösung" ist ein Lösungsverfahren, das nur für lineare Differentialgleichungen geeignet ist, d. h. für solche erster Ordnung.
Lineare DGL - Trennung der Variablen (Separation) | Aufgabe mit Lösung
xy' = (4 + y^2) * ln(x) <=> x dy / dx = (4 + y^2) * ln(x) <=> dy / (4 + y^2) = ln(x) / x * dx Integrieren gibt 0, 5*arctan(y/2) = 0, 5*ln(x)^2 + c <=> arctan(y/2) = ln(x)^2 + 2c <=> y/2 = tan ( ln(x)^2 + 2c) <=> y = 2 * tan ( ln(x)^2 + 2c) y(1) = 2 ==> 2 = 2 * tan ( ln(1)^2 + 2c) 1 = tan ( 2c) pi/4 = 2c pi/8 = c Also y = 2 * tan ( ln(x)^2 + pi/4) Beantwortet 17 Feb 2019 von mathef 252 k 🚀 Wie der Name schon sagt: Die Variablen "trennen", also erst mal y ' durch dy / dx ersetzen und dann schauen, dass alle Teile mit x bzw. dx auf eine Seite kommen und die mit y und dy auf die andere. Wenn das gelingt (Ist nat. nicht bei allen DGL'n möglich. ), hast du sowas wie xxxxxxxxxxxx dx = yyyyyyyyyyyy dy und dann integrieren ( auch hier: wenn es gelingt) hast du sowas wie F(x) = G(y) + C und dann versuchen, das ganze nach y aufzulösen.
Zunchst wollen wir zeigen, warum die riante des Lsungsverfahrens Variablentrennung zwar funktioniert, aber mathematisch nicht korrekt ist. Dazu betrachten wir nochmals das uns bereits bekannte Einfhrungsbeispiel: Wir separieren die Variablen, indem wir die Gleichung mit dx und e y multiplizieren: Jetzt integrieren wird beide Seiten, d. h. wir machen auf beiden Seiten ein Integralzeichen: Damit haben wir einen Fehler begangen. Es reicht nmlich nicht, auf beiden Seiten einfach ein Integralzeichen zu machen. Zum Integrieren gehrt auch immer die Angabe, nach welcher Variable integriert werden soll, d. ob nach dx oder dy. Beispielsweise knnte man beide Seiten nach dx integrieren, und man erhlt: Dies wre zwar mathematisch korrekt, aber wrde zu einem sinnlosen Ausdruck fhren. Daher benutzen manche Autoren folgende Variante: Wir betrachten dazu nochmals das gleiche Beispiel: Jetzt multiplizieren wir die Gleichung aber nur mit e y, d. wir bringen den Term mit der abhngigen Variablen (hier y) auf die Seite des Differentialquotienten: Jetzt integrieren wird beide Seiten mathematisch korrekt, d. wir machen auf beiden Seiten ein Integralzeichen und geben an, nach welcher Variable integriert wird (hier dx): Auf der linken Seiten krzen sich die Differential dx weg: Wir sehen, dass wir das gleiche (Zwischen)ergebnis erhalten, wie bei der riante.