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Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen" - Gewöhnliche Differentialgleich
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Gewöhnliche Differentialgleich: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:29 Mi 31.05.2006
Autor: gh23

Guten Tag,

Ich habe folgende Differentialgleichung:

[mm]f''(x)+\alpha^2 f(x) = 0[/mm]

Und dazu folgende Lösung:

[mm]f(x) = a \cos(\alpha x)+ b\sin(\alpha x) , a,b \in C[/mm]

Meine Frage ist nun wie man darauf kommt. Es ist ja nicht schwer nachzuprüfen, dass dies wirklich eine Lösung ist. Aber das heißt ja noch nicht, dass es die einzige ist.

Vielen Dank
Flo

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

        
Bezug
Gewöhnliche Differentialgleich: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:54 Mi 31.05.2006
Autor: Herby

Hallo Flo,

und ein herzliches [willkommenmr]


> Guten Tag,
>  
> Ich habe folgende Differentialgleichung:
>  
> [mm]f''(x)+\alpha^2 f(x) = 0[/mm]
>  
> Und dazu folgende Lösung:
>  
> [mm]f(x) = a \cos(\alpha x)+ b\sin(\alpha x) , a,b \in C[/mm]
>  
> Meine Frage ist nun wie man darauf kommt. Es ist ja nicht
> schwer nachzuprüfen, dass dies wirklich eine Lösung ist.
> Aber das heißt ja noch nicht, dass es die einzige ist.

fast die einzige ;-)  sie ergibt sich aus der charakteristischen Gleichung [mm] \lambda^2+\alpha^2=0 [/mm]


dann ist [mm] \lambda=e^{j*\alpha*x} [/mm]

das kannst du dementsprechend, ableiten einsetzen und die DGL wird erfüllt.
Beachtest du nun Real und Imaginärteil unter Verwendung der Eulerschen Formal, so kannst du weiterhin dein cos und sin gewinnen.


Liebe Grüße
Herby

Bezug
                
Bezug
Gewöhnliche Differentialgleich: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:20 Mi 31.05.2006
Autor: gh23

hui, hier wird einem aber schnell geholfen :)

trotzdem hab ich es noch nich verstanden, woher kommt [mm]\lambda^2 + \alpha^2 = 0[/mm] ?

Ich hätte gedacht, dass man irgendwie einfach per Integration auf die Lösung kommt.
Oder das man einfach annimmt, dass es noch eine zweite Lösung gibt und dann zeigt, dass die beiden Lsg. gleich sein müssen.


Bezug
                        
Bezug
Gewöhnliche Differentialgleich: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:32 Mi 31.05.2006
Autor: Herby

Hallo,

das ergibt sich aus dem charakteristischen Polynom.


du erhältst dieses durch den Lösungsansatz:

[mm] y''+\red{0}*y'+a²*y=\lambda^2*e^{\lambda*x}+\red{0}*\lambda*e^{\lambda*x}+a^2*e^{\lambda*x}=0 [/mm]

damit ist:

[mm] \lambda^2*e^{\lambda*x}+a^2*e^{\lambda*x}=0 [/mm]    | : [mm] e^{\lambda*x} [/mm]

bleibt:

[mm] \lambda^2+a^2=0 [/mm]


schau mal in dein Skript nach den Lösungsansätzen, da wirst du das wiederfinden.


Liebe Grüße
Herby

Bezug
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