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10C.3 vier Differentialgleichungen zum Üben


CC-BY-NC-SA 3.0

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viermehr normale Differenzialgleichungendie erste ist Y Strichplus Yist gleichSinus von drei XzweiteY zwei Beistrichplus Yist gleichSinusund drei Xdie dritte ist sie anders Y Beistrichplus YSinus von Dreiecksund die letzte istYBeistrichplusXYist gleich X hoch dreivier Differenzialgleichungenversuchen sie die mal mehr oder minder zu lösen ich suche durch die allgemeinen Lösungen dafürdererstedas ist natürlich wieder eine lineareDifferenzialgleichungenerster Ordnungin homogenenalso nach dem üblichen Rezeptich suchedieallgemeine Lösungvon der homogengemachtenDifferenzialgleichungenY Strich plus Y gleichnullAnsatzPunktdas ist einehomogene lineare ?? Gleichung mit konstanten Koeffizienten eins eins und dann ist der Ansatz immerdie HochlanderMAGIXoder eo Sander mal Tee oder Wasser Komma die unabhängige Variable istwenn sie das Einsetzen kriegen sie ihr Vornelanderalsinnere Ableitung der zuLander Malibu Lander mal X plus die Programm der Matrix ist eine Original Funktion gleich nullauf beiden Seiten durch ihre flammender Teilen und Überraschung des ?? alle Lander gleich minus einsalso ist die allgemeine Lösung von dieser DifferenzialgleichungenY von X ist gleicheine beliebige Konstantemal die hochminusXdas sollten sie dann in den nächsten Tagen liefern auch einfach so hinschreiben können Sie das sehen eine Funktion soll das negative Ableitung sein oder umgekehrtein Vielfaches von ?? minus XSchritt einsSchritt zwei ist ich nehme die Inhomogenitätenmitdie ursprünglicheDifferenzialgleichungenSuche jetzt eine spezielle Lösungeine spezielle Lösungvon der ursprünglicheninhomogenenFormY Strich plus Y ist gleichSinus von drei Xirgend eine Funktion die das kann Ansatzdas schreit nach SinusY ist gleich irgendwas mit dem Sinus ich schreibe mal die Beilagen schon vorgekommen ist Sinus von drei Xaber sicher den Sinus stehen haben Leerzeichen Sinus daraus bereits gegenüber der Ableitung den Kosinusin Posen und Musik bekriegen also siebzehn auf der Kosinus drin sein Schreibendas einsetzeBeistrich wird dann also B mal der große Nuss von und so weiter mal drei der Ableitungdurch den ableiten C mal der Ort minus SinusC mal der minusSinus vonund so weiter dass die Ableitung hier vonplus Y also B mal denSinusund C mal den Kosinusund das sollte Sinus werdenfür alle X das Wichtiges habe ich gerade noch mal gelernt ?? für alle X schreibt hier tatsächlich mal ausdrücklich dabei für alle Xwenn es der Verein gelten sollte wirklich nicht viel gelernt aber solle wirklichÜberlagerung von großen Sinns als kompletten Kurven sein für jeden der Text soll das hier gelten dieser Zusammenhangüberlagertgroßes und Sinus in irgendwelchenVerhältnissenKriegen wurde Sinus raus das heißt es war nur der Sinus drinnendie Kosinus müssen sich Weg hebeneine drei vergessen sich geradefür die innere Ableitungbei drei natürlich den ableiten werdedie Kosinus müssen sich Weg heben drei B und C das muss raus fliegen drei Bplus C muss raus fliegenund die Sinus müssen zum einfachen Sinus werdenam ?? mir Bminus drei Cmuss eins werden damit die sieben Busse zum einfachen werdensich vor sie haben soundsovielÄpfel Kosinus und soundsoviel Birnen Sinusdas nur eine Birne sein dann wissen Sie okay es waren keine Äpfel driner die müssen sich Mikroben habenkeine negativen Weblog erobernKosinus ganz funktionierenzwei Gleichungen zwei unbekannteKommaweniger Bundesgrenzschutzgeschickt machen kannsie können natürlich ganz dreist wird sie anfangenmitKramergar nichts einfällt ?? mit Kramer anMatrix dreieins eins minus dreieins eins minus dreierste Spalte ersetzen null eins?? bleib stehen eins minus dreidann haben wir nur minus drei minus einmal ein ziviles eins steht oben und steht dreimal minus dreißig minus neunminus minus einmal eins minus neun minus ein ?? vermisst einzig minus zehn ist ein Zirkelund C istBeistrich aber mit Kramer und nicht dasselbe?? steht minus zehn steht untenminus zehn oben steht drei eins Ersstenentsteht null einsdrei Mal eins minus Nummer eins also drei durch minus zehn sind minusdreizehnteldas wäreeine spezielle Lösung der ursprünglichen Differenzialgleichungenso das jetzt also irgend eine Funktion die das hier kannbesonders auf das immerhin schreiben eine spezielle Lösung davonalso was wäre eine spezielle LösungwäreYvon X ist gleich so viel Malweiseder großes R Sinusalle Sinusein zehnter mal der Sinus von drei Xminus dreizehntemal der Kosinusvon Dreiecks das wäre eine spezielle Lösung einließ kannund ich suche jetzt die allgemeineLösungeine ursprünglichenDifferenzialgleichungenY Strich plus Yist gleichSinusPunktXoder schlicht und ergreifend die SummeY von X ist gleich ich nehme die allgemeine Lösung der homogengemachten Differenzialgleichungenarmer minus XKomma Radio minus X plus die spezielle Lösungder ursprünglichenein zehnter Mal den Sinusminusminus dreizehnte mal denKosinusdie zweite Aufgabezweiter Ordnung den Jahrin homogenversandte Koeffizienten zweiter Ordnungselbst Rezeptalsoich suche die allgemeine Lösung derhomogen gemachtenDifferenzialgleichungenY zwei Strich plus Y ist gleich nullAnsatz konstanten Koeffizienten Homogenansatzwieder SpezialfunktionY von X ist gleichE Hochlander X schreibe ich hinder Vorfaktor jedes frei wählbar das es klarenMuster ganz berücksichtigen Einverständnisschlimmer machen es schon ist ihr blonder Mann X und wenn ich den einsetze kriege ich zweimal ableiten zweimal in der Ableitung kommt RunterlanderquadratMalibulanderX plusEgo klang dabei X ist gleich nullsie teilen auf beiden Seiten dicht an der Matrix und finden an der Quadrat plus eins ist gleich nullminus eins das heißt ich habe zwei verschiedene Lamm das nämlich einmal plus dieund einmalminus diedrei verschiedene Landesdas hier hieraus kommt was komplexes versagt ihn schon um diese Differenzialgleichungenetwas mit Schwingungen zu tun?? jetzt zwangsläufigEhebruchLima liegt ja zwangsläufigirgendwas mit Schwingungen über die Orange Identitätsteht was komplexes im Exponentendieser Differenzialgleichungenwird irgendwas mit Schwingungen veranstaltenwas wir diese allgemeine Lösung seinY von X istirgend ein Vielfachesvon ihm hoch diemal Xplus irgend ein Vielfachesvon E hochminus die Beistrichdass es hier die allgemeine Lösungnetterweise habe zwei verschiedene Lamm das wenn ich zweimal das gleiche Lander hätteniedrigster wird bei dem anderenX dazu dichtender tatsächliche zweite Lösung erschienamdas könnte man so probierenkönnte es auch anders schreiben wenn sich das hier anguckenwas habe ich eigentlich wenn ich im ideellen bin was hätte ich auch machen können das es Schema Fmit dem Preis komplette Zahlaberwas ist das eigentlichnormalen Funktionengenau dieser Stelle wenn sie Euler Wissensstand leisteten auch Sinus und Kosinus nehmen können sie hätten auch mit anderen konstantenmit einer Wasser nicht einmalAeinsmit einem konstanten den sie nehmen können KosinusundSinusauch das wird funktionierensieht man jedoch relativ aufrelativ schnellendliche Sinus einsetzen die zweite Ableitung von Sinus ist minus Sinus aus den Sinus gibt null mit den Kosinus einsetzen zweiter großes B des Kosmos Musik unddas hätte man auch direkt sehen können sie können auch sagen Überlagerung von Kosinus und Sinusmit beliebigenGewichtendass sie unten verlangt etwas mehrnachdenkendies hier wäre die rezeptmäßigeLösung ist genauso richtigwie diese Lösungist halt komplex dass der Preis den man dafür zahlt das ?? nämlich nachdenken mussdass es die allgemeine Lösung und jetzt suche ich eine spezielle LösungsschemaF eine spezielle Lösung vonY zwei Strichplus Y ist gleich SinusdreiXan der Stellewar noch nicht alle ?? dass sie damals weiter arbeitenspezielle Lösung von der ursprünglichenDifferenzialgleichungenin homogenes muss in Y offensichtlich der Sinus drinsteckt damit hätte Sinus wieder rauskommen kann benutzende Sinus den Stecker stecken der zweiten Ableitungauch nur der Sinus drinzweite Ableitung ist eine minus Sinusbegab ich brauche keinen Kosinus mein Ansatz ist alsonur der Sinus Y von X nur der Sinusnatürlich mit irgendeinem Vorfaktoreinmal der Sinus soundsoviel meine Sinus irgend ein VorfaktorC ?? noch nichtirgend ein Vorfaktor vor dem Sinus das probiert sie können es auch nochergänzen plus Kosinus und so weiter aber das es unnötig?? dann heraus das nur bei der großes dabei sein könntedass er sich einund finde den zweimal ableiten dann kommt die Drei einmal nach vorne noch mal davon habe ich also als Vorfaktor neun Cdes Sinus wird zu minus Sinus wenn ich zweimal ableitePosition also bloßdieses Ding jemalsSinus von dreiX soll seinSinus von Dreiecksfür alle Xwichtig für alle XeinGemisch aus Sinus und Sinusdiesem Argument sollten immer nur der Sinus sein für alle Xdas heißt hier muss einmal der Sinus stehenminus neun C plus C also minus acht Cminus achtzehn muss Einsseinmit anderen Worten C muss minusein achtel seindann weiß ich eine spezielle Lösung nämlichY von X ist gleichminus ein achteldienenSinus von DreiecksPunkt durch die allgemeine Lösung für die zweite AufgabeKomma eine LösungfürY zwei Strich plus Y ist gleichSinus von drei Xder TierePunkt ich nehmediese hierim komplexenoderim ideellen wie auch immermit Schema F hätte das komplexe raus ich lass mal das komplexe stehenY von X istirgend eine Konstante mal wieder I X plus irgend eine Konstantemal die hoch minus I Xminus ein achtelSinus vonDreiecksdas wäre die allgemeine Lösung ich hab jetzt zwei Sachen zum einstellenals wenn jemand einen Startwertgibt?? Yvon drei sollvier sein und ein Startwert für die Ableitung?? Trennstrich von drei sollfünf seinkönnte jetzt A und B so einstellen dass daserreicht wirddass der Wert am Anfang stimmt und dass die Ableitungstimmtdie dritterdritte war auch wieder von derselbenSorteim Jahrin homogen jetzt aber dritter Ordnungselbe Schema Fich suchedie allgemeine Lösungvon Y Beistrichplus Y gleichnull ich mach Differenzialgleichungenhomogensuche darf und allgemeine Lösung homogen versandte Koeffizientenalso Ansatz wie immerY von X ist gleichE Lander mal Xwenn sie einsetzenalle gemacht finden SieLander hoch drei ist gleich minus einseine Lösung gibt Geschenkminus einsnicht immer in die Gaußsche Zahlenebeneeine Lösunggibt's geschenkt das ist nämlich minus einserlag sie hierimaginäre Achse Punktes gibt zwei weiteren Abstand von hundert zwanzig Grad über das im letzten Semester hatten hier gibt's eine weiterehundert zwanzig Grad zurück gibt's da eine weitereund hier hundert zwanzig Gradweitergibt auch eine weitere drei Lösungenminus eins und zwei richtig komplexe Zahlendiese beiden Ebenen mittig hübsch ausrechnen hier sind sechzig Grad offensichtlich und da sind sechzig GradF eine schöne Übung rechnen sie beiden immer richtig aus nicht mit großen muss sich zig geraden Sinus sechzig Grad sondernwas hier mit Wurzel und so weiter wirklich stehtgibtuns drei Lamm dasdamals immer weiterein bisschen Geometrie wenn sich diese Figur hier anguckenwenn sie das ergänzen ein gleichseitigesDreieck hier nochmals sechzig Grad dann nochmals sechzig Gradein gleichseitiges Dreieckalle Seiten mit der Länge einsunten mit der Länge einssehen Sie Ahrder Realteilein halbetwa noch anders haben könnenSie Reiter muss ein halb Sationdiese Streckeist der Realteil der ist ein halbdes Pythagorasins Quadratminus ein halbins Quadratdaraus die Wurzel musste Imaginärteilwerdenalsonur zu dreihalb I das ist der oben und der hier unten ist das Komplex korrigierte ein halbMinuswurzeldrei halbe dieich habe drei verschiedene Lamm dasminus eins der ?? und der hiermeine allgemeine Lösung hier wie ebendie wird also sein Y von Xist gleichirgend eine Konstante mal die hochminusX der hierplus irgend eine Konstante mal wie hochein halb plus Wurzel dreihalbediemal XY Xplus irgend eine Konstante mal ein halb Minuswurzeldrei halbe diemal X könnte man auch wieder mit Sinus und Kosinus schreibenbin jetzt zu faul das er mit Euler wieder zerlegendas wäre meine allgemeineLösung ist habe ich drei Möglichkeiten einzustellen dritter Ordnung sie brauchen drei Integrationskonstantenist was fauljetzt durch eine spezielle Lösung?? der Sinus auf der anderen Seite stehteinespezielleLösungvonY drei Strich plus Y ist gleichminus von dreiXjetzt wieder das übliche Argument es muss wohl offensichtlich der Sinus drinstehendann ist die dritte Ableitung was mit den Kosinusungeschicktes muss also der Kursus drin sein jetzt brauche ich wieder Sinus und KosinusY von X ist gleichmit interessantenaus ich sagen geh mal der Sinusvon drei X plus die mal der Kosinusvon drei Xich brauch die dritte Ableitung den Sinus dreimal ableiten Sinus wird zu Kosinus wird zu minus Sinuswird zu minus KosinusminussoundsovielD Kosinusdrei X und ich krieg dreimal die in Ableitungmal drei mal drei mal drei also minus sieben zwanzigdie große einmal ableiten großes W zu minus Sinus minus siebenzu minus Kosinus minus Kosinus wird zu plusSinusund die natürlich dann los siebenundzwanzigdiemalSinus von dreiX das müsste dritte Ableitung seindass er sich eineigentlichsind jetzt alle schon so gebrieft eigentlich muss ich es gar nicht großartig einsetzengesehen was passieren wirdich zähle die Sinus ??wie viele Sinus habe ich auf der linken Seitesieben zwanzig Eundeinmal dieso viele Sinus haben auf der linken Seite aus einen habenwie viele Kosinus habe ich auf der linken Seiteminus sieben zwanzig Dund von dem Y habe ich ehdie Kosinus müssen sich beklebenlassen die beiden Gleichungen die ich kriegejetzt kann ich was mache ich ?? in den unteren E ist alsowahrscheinlich der in derEhe ist also sieben zwanzig Dkann ich oben einsetzen?? ich findeauch etwas ungemütlich siebenundzwanzigins QuadratTplus D ist gleich einsalso ist die gleicheins durch sieben zwanzig Quadrat plus einsMedizin seines Charakters einmaldieTeile sieben zwei zwei ?? plus einsund damit weiß ich daswas schon ausreichen das es schön ist ?? einmal aussieht hat ins Quadratmit einem ?? gestolpert sind sieben zwanzig ins Quadratähm den Servicevertrag rechnet man das elegantMännergenau genau sie machen daraus dreißig minus drei ins Quadrat binomisch Formel sieben zwanzig ins Quadrat ist dreißig minus drei ins QuadratA und jetzt geht das dreißig ins Quadrat das sind neun hundertminus zwei mal AB minus zwei mal neunzig also minus hundert und achtzigpluseins Quadrat plus neun das kommt also rausneun hundert minus hundert achtzig tausend acht hundert minus achtzig sind sieben hundert zwanzig plus neunzehn sieben hundert neunundzwanzigkann es tatsächlich zu Fuß rechnenD ist alsoeinen sieben hundert dreißigsteund äh istsieben zwanzigsieben hundert dreißigsteausgerechnet?? gucken eine spezielle Lösung von diesem Dingalso jetzt habe ich eine spezielle ?? Punkt von der inhomogenenFormnämlich etwas die mit dem Sinus ?? mit dem Kursus gestanden hat die Stadt mit dem SinusY von X ist gleich ein sieben hundert und dreißigste Mal den Sinusvon drei Xplus siebenundzwanzigsieben hundert dreißigste Mal den Kosinus von Dreiecks und damit ?? ich jetzt die allgemeineLösungvonY drei Strich plus Y ist gleichdrei Xdie allgemeine Lösung wird die Summe sein Y von X ist gleichO oder führt er länglichglaube ich könnte das bisschen ab wannsie nehmen die allgemeine Lösung der homogenenFormdiese hierviele das sind auch ganz viel im Internet unterwegs könnenKopiender schwierigen der Klausurso das ist der einedas ist der eine Teil die allgemeine Lösung der homogen gemachten Differenzialgleichungenund das ist der andere Teilder kommt noch dazu abereine Sinn dreißigste das hatte mir gar nicht mit kopiert ein hundert sieben dreißigsten ?? plusdas ist die gesamte Lösung die allgemeine Lösung sie haben drei Sachen zum Einstellenin der allgemeinen Lösung der homogenen Formund dann kommt noch eine spezielle Lösung dazuaber ist immer noch Schema F sehen wenn es andere Staaten habensich haarsträubendsimpelbis auf irgendwelche rechentechnischenGeschichten aber vom Prinzip her ist es total simpelsozurückdas war der dritteder viertesieht verdächtig ähnlich aus ??beschreibt die normative Beistrich groß X Y ist gleich X hoch dreiY StrichplusXYist gleich X hoch dreium sich den anes ist lineares ist inhomogenX hoch dreiaber es gibtkleinereStörer sozusagenauch das wiederkann Schema F machen ich mach es einmal homogenbestimme davon die allgemeine Lösungdamit stimmlich eine spezielle Lösung von der ursprünglichen inhomogenentendiere dieSuche die allgemeineLösungvon Y Strich plus X Y ist gleich null macht das Ding homogenund dann kann ich die Variablen trennen jetzt neue Trick dieses ist keineDifferentialgleichunghomogenbin ja sowieso nicht mehr mit Wasserkoeffizientenvor sichgeht wird höchst wahrscheinlich das mit ?? davon zunichte funktionieren weil die Kosten die Koeffizienten der ?? zumindest der Koeffizientnicht mehr konstantistaber was hier steht es jetzt eine der Versager mit brennbaren Variablen die oben nicht das ?? angemerkt wenn sie besuchen die Bayern zu trennenknirscht das aber hier kann ich die Variablen trennenausdrücklich Trennung der VariablenYStrichist gleichminus X YKomma dasselbeoderschreibe ich hier schon mal Beistrich najaingenieurmäßigY Strich ist die Ynach TXdas ist dannmit getrennten Variablendie Y dastehen lassen die Klicks auf die andere Seite bringenminus X bleibt er stehen durch Y muss ich teildas bleibt übrig wenn sie Variablen trennendie Y durch Y?? gleichwohl es wird ?? Geschichtebin ich mal aus geradeist gleich minus X Xund dann bilden sie auf beiden Seitenschafft es mit Anführungszeichendamit keine Mathematiker aufschreien hierbilden sie auf beiden SeitenStammfunktionenkeine Anfangswert und Entverdi oder sowas auf beiden Seiten Stammfunktionalsounbestimmtes integralY durch Ymuss sein unbestimmtes integralminusX die Xihr steht als Stammfunktionder natürliche Rhythmusvom Betrag Ystreng sind hier plus eine Konstanteund hier stehtminusX Quadrat halbe plus eine Konstantees reicht mir Beistrich ?? was armes reicht mir eine Konstantein diese Konstante weg und das nur die stehenauf beiden Seiten so zu finanzierenpassiert ja nichtinsofern auch nur eine einzige Konstanteum das hinzukriegenund habe damit gelerntder Betrag von Ybeiden Seiten NN rückgängig machenbeiden Seiten exponentiellder Betrag von Y ist eh hochminusX Quadrat halbeplus zehner Shop dass ein zweiter JuristVerhaltens Silvester videominusX Quadrat halbe Mali hoch Cder Betrag von Y istihr Besitz verwahrt halbe Mal sind es nur Konstantean neue positive Konstanteist alles bisschen windig aber so machen es ingenieurmäßigder Betrag von Y ist dieses hiermit einer positiven Konstante na dann ist Y ja wohlirgend eine Konstante ich nenn sie mal D die auch negativ sein kann Mario minus X Quadrathalbediese Konstante darf auch null sein sich das anguckendie ganze Zeit null es gibt natürlich auchdas war jetzt total intelligentaber das ist leider der ingenieurmäßigeStil an der Stelleist die der Physiker an der Stelleder Betrag muss das sein AG die Fusion selbst ?? plus minus Zeichensie kann nicht ihr Vorzeichen wechseln im Flugekönnen jetzt hier nicht mitwas negativem ankommen und dann passiert positive wechseln das offensichtlich differenzierbardas ist dieallgemeine Lösung von der homogenen Formund jetzt suche ich noch eine spezielle Lösungmüsseneine spezielle Lösungder inhomogenenForm eine spezielle Lösung vonY Strichplus X Y ist gleichX hoch drei?? jetzt ein kluger Ansatz gefragt was würden Sie probierenfür Yum hier X hoch drei rauszukriegengenau ?? Fall mit X hoch zweianich möchte Y X hoch zwei drin haben damit hier X hoch drei entstehtdass wir dabei funktionieren weil ich hier dann zwei X habe wie kann ich das wieder gutmachenauf jeden Fall in der Konstante ja gerndas X Quadrat macht mir hier schon X hoch drei was ich raus haben willehrlicherweise habe ich hierzwei X entstehen durch die Ableitung von dem X Quartiersteht zwei Xich müsse mit Ydieses zwei X auch wieder weg machen Y Malik sie schreibt man hier ganz dreist plus eine weitere Konstante Sie wissen eine schon jetzt was Konstante sein muss das probier ich als Ansatz?? das es jetzt wirklich haarsträubendimprovisiertaber so Funktion Leertaste nach aber Differenzialgleichungenmuss ganz fürchterlich improvisierenhier soll X hoch drei stehen ?? probier ich Y ist gleich X Quadrataugenblicklichezwei X Beistrich die wir weg in dem ich in Y noch interessante drin habe Marco Knopp gehtden ableiten gibt zwei X das ich nicht rauszwei X plus und jetzt wieder X malX Quadrat plus EX mal meine Y das soll sein X hoch dreiX mal X Quadrat X hoch drei okay das aber so gebautund jetzt sehen sie ja das gehtwenn ich eh gleich minus zwei wähledann heute sind zwei X minus wechseln kommt nures geht tatsächlich??ich kriege eine spezielle Lösung indem ich sage Y von X ist gleichX Quadratminus zweihundert ?? die allgemeine Lösungwieder mal als Summedie allgemeine Lösung von YStrichplusX Y ist gleich X hoch drei das ist ja eine lineare Differenzialgleichungenwenn auch nicht mit konstanten Koeffizientenlediglich als Summe YX ist gleichwas hatten wir eben für die allgemeineein Vielfaches mal die hochminusX Quadrat halbedie Mario minus X Quadrat halbe ?? des kommt der noch dazu plus X Quadrat minus zwei?? schon bisschen anders aus als Benning von ihm nicht die X Quadrat halbe Ressourcen eben nicht das es nicht die handelsüblichenSachen zurweil wir hier keine konstanten Koeffizienten haben aber auch das geht dann noch