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10C.1 zwei Differentialgleichungen zum Üben


CC-BY-NC-SA 3.0

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zweiDifferenzialgleichungenzum nachgucken ?? ich suche jeweils die allgemeine Lösungund jeder der beideneine Lösungvon erstensdiese hier die zweite Ableitung der gesuchten Funktion Y plus zwei mal die erste Ableitungplus die gesuchte Funktionminus eins ist gleich null davon die allgemeine LösungundSchrägstrich oderWaliser die allgemeine Lösung die erste Ableitung der gesuchten FunktionminusX hoch dreimal Y Quadrat ist gleich nullKlammer zu jetzt beide Maleetwas mehr nachdenken vielleichtsei sie vorsichtigdieerste davonY zwei Strichpunktzwei YBeistrich plus Yminus eins gleich nulldas istvon derKlassifizierungder zweiter Ordnungdas heißt ich erwarte in derallgemeinen Lösung zwei Konstantenwie ich frei einstellen kann bei zweiter Ordnungsie ist im JahrY zwei Strichnicht der Sinus von Y zwei Strichpunktnicht umsonst Beistrich man ?? Beistrich und was auch immer das es den ja das ja alles hübsch zusammen addiert subtrahiert das Ding ist auf jeden Fall im Jahraberdas war gemein sie ist inhomogenin der minus eins hier haben Sie einen Ausdruckder nicht soundsovielmal die gesuchte Funktion ?? Ableitung ist das hiermacht es inhomogengemein von mir das auf die linke Seite stellendas heißt ich gehe also wieder nach Schema F vor ich mache diese Differenzialgleichungenhomogen ich schreibe eine neue Differenzialgleichunghinvon der ich dann die allgemeine Lösungssucheallgemeine Lösung vonY zwei Strichpunkt zwei Y Strich plus Ygleich nullhomogen gemacht eine andere Differentialgleichungdie Suche ich habe ?? Schritte aufdann suche ich eine spezielle Lösungvon der ursprünglichenInhomogenformY zwei Strich plus zwei Beistrich plus Yminus eins gleich Nulldie beiden addiert sichund habe die allgemeine Lösungvon derursprünglichendieser hier Nummer gehenY zwei Strich plus zwei BeistrichYeinsvier sondern Y zwotenullso??ichfange glaube erster mit dem einfacherenandas in der Mitte ist das einfachsteauch wenn sie alle gerade am rotieren war das in der Mitte ist das einfachstedie Störfunktionist eine Konstante wenn man so willdie Homogenitätist eine Konstantenach könnte eigentlichdie Reihe der Funktionen diese Socken durchgehenirgendwas mit Exponentialfunktionkann es sein kann sich seinSequenzerfunktiondie zweite Ableitung ist der Grundsatz Funktionsie agieren es Mensafunktionendes Vereins rauskommenBeistrich werdenSinusKosinusminus Sinusirgendwie zusammen addieren des ?? eins rauskommen kann auch sein und so weiter und so weiterX ?? hunderthundert ?? ?? neunundneunzighundert neunundneunzig ?? achtundneunzigwird sich auch nicht zur Eis ergänzenirgendwann landen bei dabei mit Problemen Konstantejede Konstantedann ist die Ableitung weg nulldann sieht's weiter Platten des rechten und probierte Constanzeso beliefert werden Y gleicheinsdas ist eine spezielle Lösung dieserDifferentialgleichungzu ?? dreiundsiebzig mit der ein Zweck Erstableitung ist nur zweite Ableitung ??so das aller einfachste Zeit die allgemeine Lösung hiervonich hoffe ?? was dazwischeneinelinearehomogeneDifferenzialgleichungenmit konstanten Koeffizientennoch mal dazu schreibensie ist linear?? ist jetzt homogenhab's ja ausdrücklich homogen gemachtund sie hat KonstanteLizenzeneins zweieinsdann ist der AnsatzExcel sah Funktion Y von X ist gleichE Hochland einmaligman weiß sofort dass man hier irgend eine Zahl davor schreiben kannwenn diese Funktion ist lösten jedoch das hundertfache denn das mal hundert dass man hundert dass man hundert mit hundert mal ??muss ich gar nicht zu schreiben schreibt nur diesen Ansatz in die spannende Frage ist was Lander wenn sie das einsetzen finden SieShops noch in der KurzformLander Quadrat Mario Hunter weil X zweimal Lander Alexander X ihre andermal Xeo Sander Malik schmeißen sie überall weg dann haben sie Lander Quadrat plus zweimalLanderplus eins ist gleich nullund die PQ Formel sagtLander ist gleichminus eins minus die Hälfte hiervondu findest die Wurzel dieses Quadrat minus eins?? ist die Wurzel nullPflege ungeschickterweisenur ein einziges dann daraus das haben sie auch alle aussie haben obwohl das so aussieht als ob man zwei kriegt nur ein einziges ?? steht Plusminuswurzelnullund dann kommt jetzt die allgemeine Lösungdieserhomogen gemachten Form Y von X das ?? jetzt ein Sonderfall im Normalfallhabe ich zwei Landerhier zwei verschiedene ?? ich suche die Nullstelleneiner ParabelirgendwelcheAnlageformensuche die Nullstellen einer Parabelin komplexenkomplexen Erbes normalerweise zwei Nullstellenwenn ich Pech habehabe ich genau eine Nullstelleweil die beiden zusammen fallen ja nicht besser Sonderfallist kann ich nicht sagen ?? die allgemeine Lösung ist einmal die hochminusXandermal X plusB mal die hochminus Xsehr offensichtlicher Blödsinnnehme soundsoviel mal ihre minus sechs und dann noch mal so soviel Markierung minus X diese beiden A und B sind nicht getrennteein stelliger sozusagender Biss gewonnen mit dem B das kann so nicht stimmenin dieser Situationin dieser speziellen Situation ist es so das ich eine zweite Lösung kriegewenn ich ihre minus X habe hier mit den beiden gleichen an das Gericht eine zweite Lösung mit X davorvorgemerkt nur in dieser Situation mit zwei gleichen Anlass habenhaben sie einmal die Lösung sie erwarten würden und es gibt eine zweite Geschenk mit einem X davorwenn es nuram Differentialgleichungdritter Ordnung wäre in der homogen versandte Koeffizientenkann es passieren das alledrei null Stellen zusammenfallen?? ich hier noch mal XX Quadrat das geht dann so weiterkönnen Sie einmal durch rechnen für das in den alten Videos vorgeführt ?? kann es einmal durch rechnen stimmt es gibt auch noch ?? Grund hinter den Kulissen aber stutzig nicht es ist wirklich einSonderfalldass die beiden Landesebene gleich sind dann kriege ich eine zweite Lösung mitten X davorso damit allgemeine Lösung hier unteneinfach die Summe von denen hierY von X ist gleichAhmadiX plusX malminus Xplus einsdas wäre die allgemeinewarum A und B jederzeit normalim allgemeinen Fall beinaheden Jahren Differentialgleichungdritter Ordnunghomogenversandte Koeffizienten?? wenn sie sowas habenwir die dritte Ableitung vonder gesuchten Funktion Y plus hundert mal die zweite Ableitungplus dreimal die erste Ableitungplusneunmaldie Funktion selbst wenn sie so ohne Differenzialgleichungenhaben als dritte Ordnungan den Jahrhomogenund KonstanteKoeffizientenwenn sie so eine habensie Physik eher seltendritte Ableitung kommt zum Beispiel bei Wasserwellenvor je nachdem wie man sie modelliertam wenn sie so eine habe das nach dem selben Schema durch rechnen kriegen sie irgendwas von wegen Lander hoch drei pluswenn ich nur irgendwas das größere hinschreiben sie Kriegenlanderhoch drei plus hundert Lander Quadrat plus dreiLanderplus neun gleich Null eine kubische Gleichungdiese komische gleich ?? was es auswendig nicht aber es ist einerecht sichere Wette dass diese kubische Gleichung drei Lösungen hatte sie Kriegenlanderist gleich irgendwasoder Lander ist gleich irgendwas oderLander ist gleichirgendwasund dann als allgemeine Lösung habenY von X ist gleich wie hoch dieser hierdieser hier mal Xmal irgend ein Vielfachesan Konstante plusdieser hierklarmachenPunkt dieser hier mal XVielfaches davon plusdieser hierInger Vielfaches davon das wäre im allgemeinen Falldie Lösung für so eine Differentialgleichunges sei denn von diesem Lander sind mehrere gleichzeitigwieder Patrick underscore X dazu kommtaber zunächst vertraten alle drei Gleiseich weiß das das erste Lander funktioniertalsodas muss gehen wenn ichdas so hinschreiben das muss gehen nur mit dem ersten Landernur mit dem zweiten Lander wenn ich nur das in schreibe das ausgehende Sprechen mit dem dritten Landeraber wenn ich zwei Lösungen habedarf ich die addieren was ohne Differenzialgleichungenzu einem Stern haben das das kann und und anderesdürfen sie addierendie dritte Ableitung für die Summe werden von den Dritten Ableitungen der beiden ersten Funktionen und so weiterund sie dürfen vielfache nehmen wenn sie eine Funktion haben die das kann dürfen sind Vielfaches davon nehmen alles wird das Vielfache werdenauch das wird funktionieren als Lösungwas ich also mache ist die Lösung die ich habedavon nämlich vielfacheund addiere das ganzedas istder allgemeine Gedanke das geht weil diese DifferenzialgleichungenLineal ist und homogenesim Jahr und homogen deshalb dürfen sie Lösungengefunden haben mal irgendwas nehmenund zusammen addieren und kriegen wieder Lösungendass es verwandt mit den linearen Gleichungssystemder Kernwenn Sieein Vektor im Kern habenMatrix?? als Matrixwenn sie Matrix mal irgend ein Vektor gleich Nullvektor habendiese Rektor hier ist im Kerneines ein Vielfaches von dem weckte auch im Kern denn es kommt der vielfache Nullvektor raus wenn die zwei Vektoren im Kern haben könnte die addieren des kommt nur mit der bloßen Ritter rauses istdie analoge Situationich wende irgendwas an auf meine Y des kommt nur rauswas den Jahres wenn ich ein unliebsames kommt null Raussituationist das Vielfache von den Unternehmenein Vielfaches beliebiges Vielfacheskonstantes Vielfachesweiter nur raus wenn sie zwei solche ?? haben addieren zusammenbrechendas ja aus Punkt auch weiterhin raus ganz analog zu dem was wir Kern gesehen haben fürlineare Gleichungssystemees hängt allesabstrakt miteinander zusammenahnen Klammer zu diese Aufgabe zurückkehrenalsoich fliege rauses gibt nur einen Lander ein einziges Lander was das kannzufälligerweise?? zahlende gerade so sind wir zwei Komma null null eins gestanden hätte etwas anders?? Zahlen gerade so sind wie sie sind durch ein einziges Landernaiv für die Schreiben Armani Hochlandermal X also minus X plus B Mali hoch andermal X hätte aber nichts gewonnendass sie nicht zwei verschiedene Funktionen nicht thermischediese Situationund nur diese Situation gibt es zweite Lösung X Martinominus Xals Aufgabe rechnen Sie einmal nachstimmt wirklichdie zweiteDifferenzialgleichungenselbst BeistrichminusX ?? dreizehn Quadrat gleich nullBeistrichminus X hoch dreiQuadrat gleich nullda sollten Sie sehendas hier Y Quadrat steht dies nicht mal im Jahrinsofernverwaschen ?? nicht den Jahrgut und erster Ordnung natürlich geschenktweil sie nicht Lineal ist kann ich nicht sagen ob sie homogen oder inhomogen ist oder Konstante Koeffizientenes macht keinen Sinnsiehst nicht den Jahr Punktman muss ganz anders angehenaber die meisten ?? schon gesehen ist denn jetzt daseinzige Verfahren was ich ihnen antun will zu nicht den Jahren DifferentialgleichungTrennung der Variablendie lösen sie mit Trennung der Variablen diese hierdiese Differenzialgleichungenist netterweise so das man die Variablen trennen kann wenn hier nicht Nullstelle sondern hundert Stunden Fans die Variable nicht Sender verbissen ungeschicktaber hier kann ich die Variablen trennentrennen heiß ich kann alle X auf die eine und alle auf die andere Seite bringen?? löhnen AusrufezeichenamY Strichist gleichX hoch dreiY Quadrattollbeide Seiten noch durch Y Quadrat teilenso wird ein Schuh draus das es jetzt meine vergleichen bevorman müsste müsse vorsichtig sein Y gleich null Punktich habe das mal als Notiz auf bisschenmathematisch alles unkorrekt was ich ?? mache mich dafür nicht durch null Teil des muss nach einer mal an was es den Benutzern gleich null istdas eine andere Geschichteaber wenn ?? so nicht null istanteilig durch okayund jetzt habe ich die Variablen getrennt links steht nur noch Y steht noch Xich wüsste sicher noch mal in der ingenieursmäßigenForm vordas man noch einen Schritt weitergeht sogar wenn sie jetztYStrich weiter ausbuchstabierenentsteht auf der linken Seite der Y nach TXeins durch Y Quadratdas Y Strichaus buchstabiert?? Grenzfallnie habe ich keine Quellen zwei gemacht weil ?? gleich null Problem istnungleich X hoch dreiPunktdann geht ?? ingenieurmäßignoch einen Schritt weiter mit der Trennung der Variablendass die Xauch wenn schmerzhaft aussieht dass die exzessive auch noch rüber auf der Seite sonach unten hinund jetzt dachte man najadann bilden wir doch Stammfunktionendas muss auch geltensollte vielleichtjedes Excellenzzeichenjetzt nur vorsichtig wegnehmenoder in Anführungszeichensetzendamals mathematisch richtig herleitet geht das tatsächlichdas muss gelten die Stammfunktion von derlinken Seite muss auch ?? Stammfusion von der rechten Seite seinund jetzt bestimmen Sie Stammfunktionenneuer?? des Rechts ausrechnenwas leite ich ab und nach X was X vorgemerktund wie X hoch drei rausgenehmigt so vierViertelPluskonstantean dieser Stelle ist es wichtig die Konstante dabei zu haben dass sich alleRegler sozusagen behalte an den ich noch Einstellung machen kannwirklichunbestimmt ?? Rahmen rasanterund auf der rechten Seite vor sich nicht der Logarithmusdas wäre falscheins durch Yder Y integrieren das wäre der LogarithmuskonstanteDoppelpunkt vom Betrag Y oder Konstante aber hier steht ?? Potenzfunktionerdie eins weitergehtY hoch minus zwei steht hier Y minus zweiich leite ab Y hoch minus eins mit Minuszeichendavor minus einzig Y Leipziger Pluseine andere KonstanteBeistrichdas wäredie allgemeine Punktion auf der linken Seite wenn sie ableitenminus Y hoch minus eins ableitenminus eins ?? nach vorne machten Plusundwird um eins verringert Y minus zwei genau das was ich da habenbis auf beiden Seiten Integrationskonstantensie sehen das ist ein bisschen blödsinnigähmwenn die ein hundert größer ist kann ich die auch hundert größer wählen ?? gesprochene eine IntegrationskonstanteStreicher ganz weiß sie auf der linken Seiteunddann haben wirminus eins durch Yist gleich X hoch vierViertelplus eine Konstanteund?? für Kehrwert und minusdann habe ich also Y ist gleichminuseins durch so vierViertelPluskonstantesodas es jetzt alles fürchterlich Hände weder das reichten auch seine Venen an dieser Stellein der Klausur weil wenn man das jetzt ordentlich machen willman graue Haare das wird ingenieurmäßig typischerweise nicht so ordentlich gemachtwenn sich den Ausdruck hier anguckenwieso kriege ich mathematisch graue Haaregenau was ist wenn sie eine negative Zahl ist dann kann und null stehen nicht Teile durch nulldiese Funktion läuft ins unendlichebekommt sie dann zurück aus dem unendlichen und all sowasheikel heikel und obendrein aber den hier noch Y gleich Null zu sehenwenn ich Y die ganze Zeit gleich null setze es ist niemals was anderes als null dann ist die Ableitung null hier steht nun auch erfülltdas kriegen Sie hiermit nicht indas siebzehn die ganze Zeit nuralsodas mit den nicht den Jahren Differentialgleichungmüssen heikle Geschichtemusste zwangsweise viele Fälle unterscheidenunsdie Physiker und Ingenieure sind an der Stelle eher großzügig weilman ?? aber anders vor Komma dass mathematische korrekt machen willhat man was zu tun?? kann aber trotzdem einmal Probe rechnen denke ich das kann nicht schaden ich rechne aber vor wie die Proberechnung wäreist es tatsächlich meine Konstanteein ProbefürY ist gleichminuseins durch X hoch vier Viertelplusachtundneunzigdas geht auf jeden FallX so vier wird nicht negativan dir noch achtundneunzig dazudann habe ich keine Probleme mit Teilen durch null das muss auf jeden Fall gehenmal gerade einsetzen guckenob das auch wirklich hinhautdie Ableitung davon Y Strichgeleiten sie das abgenau Kettenregel sie entdeckendas dieses hiergleich minusvon niemanden hoch minus eins ist X hoch vierViertel plus achtundneunzigum minus einzelne Mitglieder sind mit Kettenregelminusstehen Faktorregella hoch minus eins wirdbla hoch minus zweiden Exponenten um eins verringert minus eins bringen um Einzel minus zweiX so vierViertel plus achtundneunzigund der Exponent Goebbelsfaktor davormal minus eins aus dem ?? Plusbesser die Ausarbeitung des Container ableiten noch maldiesen Term ableiten nach Xachtundneunzignicht raus wenn sie ableiten X hoch Vierviertelableiten nach Xvier X hoch dreidurch vierX hoch drei mal X hoch dreiund jetzt sehe ich Aha das ist X hoch dreimalwenn sich das hier anguckenist das Quadrat von Y das Minus fällt beim Quadrieren wegdie minus eins beim fertigen zu minus zwei Mal Y Quadrat genau was ich haben wollte ist tatsächlich eine Lösung für Differenzialgleichungennimmt das Weichtier als Warnhinweis des nichtlinearenDifferenzialgleichungeneklig sindund man versucht sich mit den Jahren der von zahlreichen durchzuschlagenweil diese schon einfach sindund näherungsweiseim allgemeinen funktionierengut genug funktionieren soll ich sagen mache Milliarden Ehrungen von meinen Modellenund finde damit in den Jahren Differentialgleichungdie eben ordentlich zu behandeln ist nichtlineare Differenzialgleichungensindeine absolute Katastrophesind sie hier dran allein schon in das Spezialfeldbehandeln muss dass sieweiter zuführtals negativ ist das ich hier ins unendliche laufen?? zur Quadratdas X hoch drei sind sie da direktund das Y QuadrateinenMann nurman das hier wäre Ywenn sich das anguckenden Quadrierendas Minus wird zum Plusund das Buch minus eins wird zum hoch minus zwei alles tatsächlich YQuadrat erstellen