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Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen" - Anfangswertproblem
Anfangswertproblem < gewöhnliche < Differentialgl. < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Anfangswertproblem: Aufgabe
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:12 Di 01.11.2011
Autor: Student89

Aufgabe
Lösen Sie das folgende Anfangswertproblem:

y`=(1+y)sinx ,           y(0)=1

Hallo,

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

Ich weiß, dass es sich hierbei um eine inhomogene DGL handelt. Dazu muss ich "Variation der Konstanten" anwenden. Also 1. die zugehörige homogene DGL lösen und 2. einen Ansatz mit variierter Konstante machen.

Also y'=sinx

       y=Dx
       D'x = sinx
       Dx   = -cosx+C
       y= -cosx+C
      
       y(0)=1
       1= -cos(0)+C
       1=-1+C
       2=C
        
       y=-cosx+2

Ich würde mich freuen,wenn mal schauen könnt, ob das so stimmt

Gruß
      



        
Bezug
Anfangswertproblem: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:24 Di 01.11.2011
Autor: leduart

Hallo
Diese Dgl löst du mit Trennung der Variablen!
es ist nicht eine  lin Dgl der Form y'+f(x)*y=g(x)
also ist auch y'=sinx nicht die homogene
Du slltest dein Ergebnis IMMER in die Dgl einsetzen zur Probe!
hier y=-cosx+c
y'=sinx
sin(x)=(-cos(x)+c)*sin(x)  ???? kann ja wohl nicht stimmen.
Gruss leduart


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Bezug
Anfangswertproblem: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:37 Di 01.11.2011
Autor: Student89

Hallo,

aber Trennung der Variablen setze ich doch nur bei homogenen DGL ein.In der Aufgabe handelt es sich um eine inhomogene DGL.

Gruß

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Bezug
Anfangswertproblem: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:50 Di 01.11.2011
Autor: TheBozz-mismo

Hallo!
Mach dir doch nicht so viele Gedanken, wann du was benutzen musst, sondern probier es aus.

Also die DGL lautet
y'=(1+y)sin(x)
<=> [mm] \bruch{y'}{1+y}=sin(x) [/mm]
Schreibe y' um in [mm] \bruch{\partial y}{\partial x} [/mm]

=> [mm] \integral_{}^{}{\bruch{1}{1+y} dy}=\integral_{}^{}{sin(x) dx} [/mm]

Nun lös die Integrale, bestimme die Lösung y und berechne die Konstante mit dem Anfangswert.

Gruß

TheBozz-mismo

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Bezug
Anfangswertproblem: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:50 Di 01.11.2011
Autor: Student89

Hallo,

bei Trennung der Variablen komme ich klar.Ich habe dann als Antwort:

y=e^(-cosx+(ln(2)-1))-1

Gruß

Bezug
                                
Bezug
Anfangswertproblem: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:14 Di 01.11.2011
Autor: schachuzipus

Hallo Student89,


> Hallo,
>  
> bei Trennung der Variablen komme ich klar.Ich habe dann als
> Antwort:
>  
> y=e^(-cosx+(ln(2)-1))-1

Wie kommst du denn darauf?

Mit TdV ergibt sich doch

[mm]\frac{1}{1+y} \ dy \ = \ \sin(x) \ dx[/mm]

Beiderseits integrieren: [mm]\int{\frac{1}{1+y} \ dy} \ = \ \int{\sin(x) \ dx}[/mm]

Also [mm] $\ln(|1+y|) [/mm] \ = \ [mm] -\cos(x)+c_1 [/mm]

Damit [mm]y \ = \ c\cdot{}e^{-\cos(x)}-1[/mm] mit [mm]c\in\IR[/mm]

Dann die Anfangsbedingung [mm]y(0)=1[/mm], um [mm]c[/mm] zu bestimmen:

[mm]y(0)=c\cdot{}e^{-\cos(0)}-1=c\cdot{}e^{-1}-1\overset{!}{=}1[/mm], also [mm]c=2e[/mm]

Es löst also [mm]y:\IR\to\IR, x\mapsto 2e\cdot{}e^{-\cos(x)}-1[/mm] die gegebene Anfangswertaufgabe

Gruß

schachuzipus

>  
> Gruß


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