Wie kann ich diese DGL lösen?

Aufrufe: 738     Aktiv: 25.05.2019 um 21:22

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Hallo,

es handelt sich um eine unhomogene lineare DGL, die man so lösen könnte:

 

(x-3)*y'+y =  (x-3) /(x²+1) |:(x-3)

y‘ + y/(x-3) = 1/ (x²+1)

zuerst lassen wir die Inhomogenität auf der rechten Seite weg, dann müssen wir folgende homogene lineare DGL lösen:

 

y‘ + y/(x-3) = 0

y' = -y/(x-3)

dy/dx= -y/(x-3)

dy/(-y)= dx/(x-3)

-ln|y|=ln|x-3| + C

y = C/(x-3) (I)

 

Nun können wir mithilfe von Variation der Konstanten auch die inhogene Gleichung lösen:

y = C(x)/(x-3)

y' = C'(x)/(x-3) - C(x)/(x-3)²

y und y'  in die ursprüngliche DGl einsetzen ergibt:

C'(x)/(x-3) - C(x)/(x-3)² + C(x)/(x-3)² = 1/(x²+1)

C'(x)  = 1/(x²+1)

C(x) = INTEGRAL(1/(x²+1)) dx

C(x) = arctan(x) + C

Jetzt nur noch C(x) in (I) einsetzen und fertig

y = (arctan(x)+C)/(x-3)

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Vielen Dank :) sehr hilfreich.   ─   anonym82013 26.05.2019 um 12:19

Eine frage hab ich aber noch... wie kommst du auf C/(x-3), kurz vor der Variation der konstanten... ich würde da (x-3)+ e^C rausbekommen.   ─   anonym82013 27.05.2019 um 13:52

Hi, also wenn ich den Logarithmus weghaben möchte, muss ich exponieren, auf der rechten Seite steht dann e^(-ln|x-3|-c) (habe vorher im Kopf mal (-1) genommen), dann mit hilfe von Potenzgesetzten bekommen ich:
e^(-ln|x-3|)*e^(-c) => dann das dritte Logarithmusgesetz anwenden =>
e^(ln(|x-3|)^(-1)*e^(-c) = (x-3)^(-1)*e^(-c)
und da e^(-c) wieder eine Konstante ist, habe ich den Term durch C ersetzt
und bekomme dann: C/(x-3)
  ─   anonym10d6e 10.06.2019 um 15:22

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