Wie wird diese DGL gelöst:

Aufrufe: 606     Aktiv: 11.12.2019 um 15:37

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Das Video von Daniel Jung dazu verstehe ich leider überhaupt nicht:

y' = x^2 * y^3 

Ich hoffe ihr könnt mir helfen! Herzlichen Dank 

LG Franzi 

Dgl
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Hallo,

diese Differentialgleichung kann man mit der Methode Trennung der Variablen lösen. Wenn du auf einer Seite der Gleichung die Ableitung hast und die andere Seite der Gleichung in ein Produkt von zwei Funktion der Art

$$ y' = f(x) \cdot g(y) $$

aufteilen kannst, dann bietet sich immer diese Mehtode an.

Du kannst dann 

$$ y' = \frac {\mathrm{d}y} {\mathrm{d}x} $$

nutzen und wir formen die DGL folgendermaßen um

$$ y' = f(x) \cdot g(y) \\ \frac {\mathrm{d}y} {\mathrm{d}x}  = f(x) \cdot g(y) \\ \frac 1 {g(y)} \mathrm{d}y = f(x) \mathrm{d}x  \\ \int \frac 1 {g(y)} \mathrm{d}y = \int f(x) \mathrm{d}x $$

Nun kannst du beide Seiten integrieren und dann die neue Gleichung nach \( y \) umstellen um deine Lösung zu erhalten.

Noch als Anmerkung: Wir behandeln hier den Differentialquotienten wie einen normalen Bruch. Das dürfen wir im Allgemeinen aber nicht. Hier steckt ein mathematischer Beweis hinter, das wir das in diesem Fall machen dürfen.

Versuch dich mal. Wenn beim Lösen noch Probleme auftretten, dann melde dich gerne nochmal.

Grüße Christian

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Danke! Dass man diese Gleichung nach der Methode der Separation der Variablen lösen kann, habe ich gesehen. Mir ist leider nicht ganz klar, wie zum Schluss nach y umgestellt wird.
Ich berechne die Aufgabe kurz, vielleicht könntest du dann kurz einen Blick auf meine Lösung werfen
  ─   franzig 11.12.2019 um 14:39

Mache ich sehr gerne :)   ─   christian_strack 11.12.2019 um 15:01

mein Ergebnis lautet:

dy/dx = x^2 * y^3
Integral 1/y^3 dy = Integral x^2 dx
-1/2wurzely = x^3/3 + C

y = (-1/ 2/3*x^3 + C)^2
  ─   franzig 11.12.2019 um 15:20

sorry, für die Darstellung. Kenne mich hier noch nicht so gut aus   ─   franzig 11.12.2019 um 15:20

Nebenbei für die Darstellung nutzen wir hier Mathjax.
https://www.mathefragen.de/static/files/mathjax_howto.pdf Unter dem Link findest du eine kleine Einführung.
Aber bekommen wir auch ohne hin. Wenn ich das richtig sehe, hast du dich bei einem Integral vertan, denn
$$ \begin{array}{cccc} & \int y^{-3} \mathrm{d}y & = & \int x^2 \mathrm{d}x \\ \Rightarrow & \frac 1 {-2} y^{-2} & = & \frac 1 3 x^3 + C \\ \Rightarrow & - \frac 1 {2y^2} & = & \frac {x^3} 3 + C\\ \Rightarrow & - \frac 1 2 \cdot \frac 1 {\frac {x^3} 3 + C} & = & y^2 \\ \Rightarrow & \sqrt{- \frac 1 {2(\frac {x^3} 3 + C)}} & = & y \end{array} $$

Grüße Christian
  ─   christian_strack 11.12.2019 um 15:29

danke!
  ─   franzig 11.12.2019 um 15:36

Sehr gerne :)   ─   christian_strack 11.12.2019 um 15:37

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