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09.4 Variation der Konstanten


CC-BY-NC-SA 3.0

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??Trennstrich plus fünfY gleich X Quadratein letztes Mal nach Lehrbuch vorgeführtwie man löst das löstähmeine lineare Verzagtheitmit konstanten Koeffizienten?? steht soundsoviel mal die sonstige Ableitung der soundsoviel maldie Grundfunktioneine geniale Fenster Gleichungerster Ordnungmit konstanten Koeffizienten auf der rechten Seite die Inhomogenitätendarf ja vonX abhängen der unabhängigen VariablenähmJade vorgeführtwie man das Lehrbuch mäßig machen kann man sucht eine spezielle Lösungirgend ein Funktion Y irgendeine Funktion Y die Exponate raus kommteine spezielle Lösungdieser inhomogenenFormund addiert dazu die allgemeineLösung der homogenen Formen schreibt da stellt ?? Homogenität null hindie homogene Form eine homogenelineare Differenzialgleichungenund deren allgemeine Lösung dazugibtdann die allgemeine Lösung derinhomogenenFormdas verdächtig vom letzten Males gibt fürDifferenzialgleichungenerster Ordnung einen anderen Zweck der nennt sich Variation der Konstanten aber nur für Differenzialgleichungenerster Ordnungkann nur mit Mühe auch noch umbiegen auf höherer Ordnung wenn hier selbst zwei Strich steht oder ÄhnlichesKlammer zu bin ich also viel Spaßähm diesen Trick hier vom letzten Malmit der inhomogenen Form Homogenformspezielle allgemeine Lösung der Trick funktioniert auch noch wenn hierdie dritte Ableitung die drei neunzig Ableitung vorkommtwas ich jetzt zeige die Variation der Konstantengeht auf Anhieb nicht mehr mit höheren Ordnungenaber ?? der ersten Ordnungund das geht soich schreibe die allgemeine Lösung der homogenenForm hin das warIhnen das musste was mitE hoch XE hochminus X gewesen sein damit die Funktionabgeleitet ein Vielfaches von sich selbst sein kann brauche ich irgendwas mit Exponentialfunktiondas Standardalsallgemeine Lösungder homogenen Form und sie das hier nehmeneinmal ableiten kommt minus fünf nach vorneund dieses Ding gebe zwangsläufignur das ist die allgemeine Lösungvon der homogenen FormVariation der Konstantenheißt dasganz dreist Saft lassen sommerliche Konstante hier nicht konstant machen sondern höchstens die von derunabhängigen Variableabhängig machen hier soll ich meine feste Zahl stehensondern eine Funktion stehenund dann sieht man das man damittatsächlich eine Lösung der inhomogenenDifferenzialgleichungenhinkriegt??ich setze also einin meineinhomogeneDifferenzialgleichungendie Ableitungplus fünf mal diefünfmal die Funktionals solche sollX Quadrat seinwenn das Haar einfach nur ein fester Wert ist käme null raus mit ihr null stehtder Trick bei dieser Variation der Konstantenanschreiben das hier nennt sich Variation der Konstanten sie wird variabel die Konstante war die ReaktionehemaligeKonstante als Funktion hinzuschreibenund das kommt ganzgut hinwas passierthier steht dann natürlich A von Xminus fünf Xhier vornedie Ableitung was wird beim ableiten passieren mit ?? das ableitenmit der Produktregel ableiten den einen ableiten mal den anderen Plus den einstehen lassen mal den anderen abgeleitet den einen ableitenBeistrichvon X das ist jetzt keine Konstante mehr die ehemalige KonstanteMalé minus fünf Xstehen lassen plusden ersten stehen lassenbei den hinteren ableiten also mal minus fünfminus fünfXsieht man schon an das geniale Idee ist diese Konstanteals Funktion zu nehmen diese ehemalige Konstante zur Funktion zu machenin dieser Term hiermuss den Weg ebender stammtaus der Produktregelder zweite Term aus der Produktregel wenn ich den zweiten Jahr pleitekommt die minus fünf runter und ebnete automatisch den Wegdie beiden heben sich wegdas bleibt der da vorne überda steht jetzt einfach die Ableitungvon meinerehemaligen Konstantennichts bösartigesmehrbesser funktioniert dieser Trickalso ich lerne jetzt okay das funktioniertgenau dann wenn A strich man Dax sieben passtBeistrichähvon X Malé minus fünf X der erheblich Weg gleich X Quadrat istkunstvollhier ein Termvon der ProduktregelmitAmazon sowie meine Augen offen zum Paket?? gutes Komma auflösenbeide Seiten Malibu fünf Xund dann steht der Anstrich von X ist gleichX QuadratsmaléfünfXdas ist immer noch eine Differentialgleichungich suche jetztdie Funktion Adie ehemalige Konstantebesessener Funktion gewordenund er wird eine Gleichung für die Ableitungmeiner ehemaligen Konstantendiese Gleichung die sollten Sie auf Anhieb lösen könnensonst müsste Formel angeben können wie die gelöst werden kann diese Gleichungdiese Differentialgleichungist doch viel einfacher als die Original Differenzialgleichungenbei der Original Differenzialgleichungensteht die Ableitungund die Funktion und ich muss beidemiteinander verknüpfendamit das hinkommtdiese Differentialgleichunghier ist viel billiger da steht nur die Ableitung meiner gesuchten Funktionist auch an nicht mehr auf ?? ist auch danach Beistrich aufeine Ableitung ist gegeben und die Funktion ist gesuchtdas Hammer letztes Semester gemacht eine Ableitung gegeben eine Funktion ist gesucht das nennt sich Integrationich suchezu einer gegebenen Ableitung die funktiongegebeneFunktion die Stammfunktionsuche etwasdas abgeleitetX quadratseofünf X wird also A von X ist gleich eine Stammfunktionvon X Quadratsegofünf Xja und wieder schon bemerkt in der Tat jetzt kommt wenn man wollen würde ich nicht äh kümmern wollen würde Cam jetzt partielle Integrationunwürdigererableitenund Stammfunktion von fünf X bildenund dann noch mal das X was dann übrig bleibt ableitenzu noch offen ihre fünf X Bild ersetzt keine Aktiongeht wie letztes Semester mit partieller Integrationund damit hat man ebenfallsDifferenzialgleichungengelöstwerdenich sollte hier nochals Anmerkung dann schreiben nicht vergessen hier gibt's eine Integrationskonstantedie nicht verkennenIntegrationskonstantein der StammfunktionFusionwird ja sein?? Blabla plus eine Konstantevergessen Sie da nicht die Konstante das wären bisschen problematischan dieser Stelle Flächen berechnetvonA bis B ist das okay aber hier suche icheine ?? suche ich jede Funktionjede Funktion deren Ableitungdas hier istnatürlich plus eine Konstante damit ich wirklich alle FunktionenerwischePunkt das istkurz gefasst dieser Trickvariationder Konstanten ich schreibe dieallgemeine Lösung hinbesser mit der Integrationskonstantenund mache die Integrationskonstantenvon einer konstanten zu einer Funktionsplätzeein und gucken was passiertund es wird gesagt die allgemeine Lösung der homogenenForm natürlich die allgemeine Lösung der homogenen Form null startet sich einund mache da Delegationskonstantezu einerFunktionder Rest geht glatt durchähmaber wichtige Fußnotedrei Tage ?? erster Ordnung im Prinzip kriegt man das auch hin wenn man sich ganz doll einschränkende Versager ?? zweite dritter Ordnung es bisschen unübersichtlichwarenlieber erstmalighatte dieses Verfahren nur für Differentialgleichungerster Ordnung