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DGL 2ter Ordnung lösen

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S0ply
Beigetreten: 18.04.2009
PokerStrategist

Hi,

hab hier ein kleines Problem bei einer Aufgabe. Es geht um folgende DGL:

y''-cos(t)y'+sin(t)*y=0 .

Mit y = e^z als Ansatz komme ich auf die Gleichung:

z'' * e^z + ( z' )^2 * e^z - cos(t) * z ' * e^z + sin (t) * e^z = 0
<=> e^z* [ z''+(z')^2-cos(t)*z'+sin(t) ] = 0

Nun finde ich als Lösung z.b. z=sin(t), was auch richtig ist und mir eine Lösung der DGL liefert. Will ich nun eine zweite bestimmen (mit Alembert Reduktionsverfahren) komme ich allerdings immer auf ein Integral über
e^(-sin(t)) , was sich ja nicht elementar integrieren lässt, deshalb kann ich keine zweite Lösung und kein Fundamentalsystem bestimmen.
Kann man an der 2ten Gleichung noch eine andere Lösung für z erkennen (ohne groß auszurechnen)? Finde da nichts mehr.

danke schonmal :)


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7 Antworten
Dougles
Beigetreten: 18.03.2008
Oldschool Grinder

Mathematica gibt als Lösung auch nur das Integral über e^(-sin(t)) aus


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S0ply Themenstarter
S0ply
Beigetreten: 18.04.2009
PokerStrategist

Hm, ist als Übung gestellt, wir sollen den beschriebenen Weg gehen, aber kann ja nicht sein dass ich bei Alembert dann ein unbestimmbares Integral als Teillösung des Fundamentalsystems bekomme. Die Aufgabe verlangt auch dass ich mit dem System weiterrechne :/


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KittenKaboodle
Beigetreten: 29.01.2006
Elite Grinder

Kannst Du mal die gesamte Aufgabe posten (screenshot)?


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S0ply Themenstarter
S0ply
Beigetreten: 18.04.2009
PokerStrategist

Löse das AWP:

y''-cos(t)y'+sin(t)*y=sin(t)

mit Anfangswerten: y(0) = 0 y'(0) = -1 , mehr steht da nicht ;).

Die aufgabe ansich ist auch gar nicht so das Problem, also ich wüsste wie es weiter geht etc, aber hier seh ich irgendwie keinen Weg weiter.


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KittenKaboodle
Beigetreten: 29.01.2006
Elite Grinder

Hmm...ich komme auch auf das Problem, e^(-sint) integrieren zu müssen.
Was für Techniken zur Lösung behandelt ihr gerade in der Vorlesung?


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S0ply Themenstarter
S0ply
Beigetreten: 18.04.2009
PokerStrategist

War zu Reduktion von D'Alembert - Verfahren, wurde uns auch als Tipp dazu gegeben, also eigentlich das was ich gemacht habe.


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KittenKaboodle
Beigetreten: 29.01.2006
Elite Grinder

Tipp:
Du weißt, dass e^(sin(t)) eine Lösung der hom. Dgl. ist. Variation der Konstanten (also y(t) = C(t) * e^(sin(t))) führt schließlich (mit z(t)=C'(t)) zur Dgl.:

z' + cos(t)*z=sin(t)*e^(-sin(t)).

Diese hat die Lösung z(t) = c1*e^(-sin(t)) - cos(t)*e^(-sin(t)).
An dieser Stelle musst Du die Randbedingungen einbringen!


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