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Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen" - Variation der Konstanten
Variation der Konstanten < gewöhnliche < Differentialgl. < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Variation der Konstanten: Frage (reagiert)
Status: (Frage) reagiert/warte auf Reaktion Status 
Datum: 16:23 Mi 06.07.2011
Autor: likenobody

Aufgabe
Berechnen Sie nach der Methode "variation der Konstanten" die vollständige Lösung der DGL: y`` + 3y`+ 2y = sin [mm] e^t [/mm]

Die Homegene LSG ergibt sich zu:

[mm] y_H=C_1*e^-^t+C_2*e^-^2^t [/mm]

durch Variation der Konstanten wurden die Werte [mm] C_1 [/mm] und [mm] C_2 [/mm] der partikulären Lösung ermittelt.

[mm] c_1= cos(e^t)+\bruch{1}{e^t}*sin(e^t) [/mm]
und
[mm] c_2= (\bruch{2}{e^t}-e^t)cos(e^t)+2sin(e^t) [/mm]

dies führt dann zu der lösung der DGL mit :

[mm] y_{allg}=C_1*e^-^t+C_2*e^-^2^t [/mm] + [mm] (cos(e^t)+\bruch{1}{e^t}*sin(e^t))*e^-^t+((\bruch{2}{e^t}-e^t)cos(e^t)+2sin(e^t))*e^-^2^t [/mm]

nun habe ich bei der überprüfung festgestellt, das es nicht der ausgangsgleichung entspricht. Finde jedoch meinen Fehler nicht.

kann wenn ich näher lokalisieren kann wo dieser ist auch gerne die entsprechende stelle hier posten.

Vielen dank

        
Bezug
Variation der Konstanten: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:44 Mi 06.07.2011
Autor: schachuzipus

Hallo likenobody,

> Berechnen Sie nach der Methode "variation der Konstanten"
> die vollständige Lösung der DGL: y'' + 3y'+ 2y = sin [mm]e^t[/mm]
> Die Homegene LSG ergibt sich zu:
>
> [mm]y_H=C_1*e^-^t+C_2*e^-^2^t[/mm] [ok]
>
> durch Variation der Konstanten wurden die Werte [mm]C_1[/mm] und [mm]C_2[/mm]
> der partikulären Lösung ermittelt.
>
> [mm]c_1= cos(e^t)+\bruch{1}{e^t}*sin(e^t)[/mm]
> und
> [mm]c_2= (\bruch{2}{e^t}-e^t)cos(e^t)+2sin(e^t)[/mm]
>
> dies führt dann zu der lösung der DGL mit :
>
> [mm]y_{allg}=C_1*e^-^t+C_2*e^-^2^t[/mm] + [mm](cos(e^t)+\bruch{1}{e^t}*sin(e^t))*e^-^t+((\bruch{2}{e^t}-e^t)cos(e^t)+2sin(e^t))*e^-^2^t[/mm]
>
> nun habe ich bei der überprüfung festgestellt, das es
> nicht der ausgangsgleichung entspricht. Finde jedoch meinen
> Fehler nicht.

Dann solltest du mal die Variation der Konstanten konkret hier vorrechnen.

Wie sollen wir einen evtl. Fehler in deiner Rechnung lokalisieren, wenn du uns selbige vorenthältst ???

Ich komme (ohne Gewähr) auf die Bedingung [mm](C_1''(t)+C_1'(t))\cdot{}e^{-t} \ + \ (C_2''(t)-C_2'(t))\cdot{}e^{-2t} \ = \ \sin\left(e^t\right)[/mm]


Oder ist rechterhand etwas anderes gemeint?

Ich meine, dass es hier sonst mit dem Integrieren schwierig wird ...


>
> kann wenn ich näher lokalisieren kann wo dieser ist auch
> gerne die entsprechende stelle hier posten.
>
> Vielen dank

Gruß

schachuzipus


Bezug
        
Bezug
Variation der Konstanten: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:28 Fr 08.07.2011
Autor: likenobody

So ich habe nun meinen Fehler gefunden. War ein fehler bei der Integralsubstitution.

Das richtige Ergebnis müsste dann wie folgt lauten:

[mm] y=c_1*e^-^2^t +c_2*e^-^t [/mm] + [mm] (2*e^-^t+e^-3^t)*sin(e^t)+(1-3e^-^2^t)* cos(e^t) [/mm]

kann mir des jemand bestätigen?

Danke

Bezug
                
Bezug
Variation der Konstanten: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:26 Fr 08.07.2011
Autor: schachuzipus

Hallo,


> So ich habe nun meinen Fehler gefunden. War ein fehler bei
> der Integralsubstitution.
>  
> Das richtige Ergebnis müsste dann wie folgt lauten:
>  
> [mm]y=c_1*e^-^2^t +c_2*e^-^t[/mm] +  [mm](2*e^-^t+e^-3^t)*sin(e^t)+(1-3e^-^2^t)* cos(e^t)[/mm]
>  
> kann mir des jemand bestätigen?

Puh, das ist eine Heidenarbeit, ich habe das mal per Hand probiert zu überprüfen, aber das scheint nicht zu passen, es hebt sich nicht alles weg, wie es sollte (modulo Rechenfehler)

Aber bei Wolfram kann man es nachrechnen lassen:

http://www.wolframalpha.com/widgets/view.jsp?id=a9c397afa342c368ba24e7620ee41a94

Der spuckt [mm]y(t)=c_1e^{-2t}+c_2e^{-t}-e^{-2t}\sin\left(e^t\right)[/mm] aus ...

>
> Danke

Gruß

schachuzipus


Bezug
                        
Bezug
Variation der Konstanten: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 11:26 Sa 09.07.2011
Autor: likenobody

Vielen dank, für die Mühe! Ich weiß wieviel arbeit es ist, hab des Blöckeweise versucht, jetzt geht mir schon des papier aus.

DAnke

Bezug
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