Wie löst man ein Anfangswertproblem?

Aufrufe: 606     Aktiv: 06.07.2020 um 18:12

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Hallo liebe Community,

 

nachfolgend meine Aufgabe:

Sei G eine Gruppe von Menschen gleichen Alters, die zum Zeitpunkt \( t_{0}=0 \) aus \( N_{0} \) Mitgliedern besteht. \( N(t) \) bedeutet die Zahl der zum Zeitpunkt \( t \) noch lebenden Mitglieder von \( G . \) Von Kriegen und Katastrophen sehen wir ab, die Gruppe soll also nur , natürlichen Todesursachen " ausgesetzt sein. Man könnte also \( -\dot{N}(t) \) als Absterbegeschwindigkeit und
$$ \alpha(t):=-\frac{\dot{N}(t)}{N(t)} $$
also durchschnittliche Absterbegeschwindigkeit zur Zeit \( t \) bezeichnen (in der Versicherungmathematik heißt \( \alpha(t) \text { "Sterbeintensität" }) . \alpha(t) \) kann man auch als Maß für die
durchschnittliche Hinfalligkeit der Gruppenmitglieder zur Zeit \( t \) interpretieren, die leider stärker wächst, je gröBer sie schon ist. Es gilt also für ein \( \mu>0 \)
$$ \dot{\alpha}(t)=\mu \alpha(t) \quad \text { mit Anfangswert } \quad \alpha(0)=\lambda<\mu $$


Meine Aufgabe ist es nun das Anfangswertproblem  $$ \dot{\alpha}(t)=\mu \alpha(t) \ $$ für alpha(t) zu lösen. Weiter soll ich dann das sich daraus mit $$ \alpha(t):=-\frac{\dot{N}(t)}{N(t)} $$

 

ergebende AWP zum Anfangswert N(0) = N_0 lösen.

Über eure Hilfe, freue ich mich!

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Zum ersten:

\(\dot \alpha(t)=\mu\alpha(t)\\\frac{d\alpha}{dt}=\mu\alpha\\\frac1\alpha\frac{d\alpha}{dt}=\mu\\\int\frac1\alpha\frac{d\alpha}{dt}dt=\int\mu \ dt\\\ln|\alpha|=\mu t+\tilde c\\ \alpha(t)=ce^{\mu t}\)

Nun kannst du versuchen, das AWP zu lösen.

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