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Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen" - resonanz
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resonanz: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:40 Mi 06.02.2008
Autor: mar.kus

Aufgabe
Welchen Ansatz machen Sie bei der gegebenen partikulären DGL?

y^(4)-y^(2)+3y^(2)+5y^(1)=g(x)

a) 3x*cos(2x)
b) e^(x) * sin(x)

Hallo,

also ich habe die Eigenwerte der DGL gelöst.

[mm] \lambda_1 [/mm] = 0
[mm] \lambda_2 [/mm] = -1
[mm] \lambda_{3,4}= [/mm] 1 [mm] \pm [/mm] 2i

Jetzt habe ich das Problem das ich nicht weis wie ich den Ansatz mache.

zu a) In dem Fall ist der Ansatz ja [mm] y_p [/mm] = x*(A*sin (2x)+B*cos(2x))
Muss ich die Lösung noch mit [mm] x^2 [/mm] erweitern, da ja [mm] \lambda_{3,4} [/mm] eine doppelte Nullstelle ist?

allgemein) Kann mir jemand kurz nochmal das mit der Resonanz einer DGL erklären?

Danke
Markus

        
Bezug
resonanz: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:14 Mi 06.02.2008
Autor: MathePower

Hallo Markus,

> Welchen Ansatz machen Sie bei der gegebenen partikulären
> DGL?
>  
> y^(4)-y^(2)+3y^(2)+5y^(1)=g(x)
>  
> a) 3x*cos(2x)
>  b) e^(x) * sin(x)
>  Hallo,
>  
> also ich habe die Eigenwerte der DGL gelöst.
>  
> [mm]\lambda_1[/mm] = 0
>  [mm]\lambda_2[/mm] = -1
>  [mm]\lambda_{3,4}=[/mm] 1 [mm]\pm[/mm] 2i

Aufgrund dieser Werte lautet die homogene DGL wie folgt:

[mm]y^{\left (4 \right )} + y^{\left (3 \right )}+5 y''+5y'=0[/mm]

>  
> Jetzt habe ich das Problem das ich nicht weis wie ich den
> Ansatz mache.
>  
> zu a) In dem Fall ist der Ansatz ja [mm]y_p[/mm] = x*(A*sin
> (2x)+B*cos(2x))
>  Muss ich die Lösung noch mit [mm]x^2[/mm] erweitern, da ja
> [mm]\lambda_{3,4}[/mm] eine doppelte Nullstelle ist?

[mm]\lambda_{3,4}[/mm] ist keine doppelte Nullstelle, sondern [mm]\lambda_3[/mm] und [mm]\lambda_4[/mm] sind konjugiert komplexe Nullstellen, d.h [mm]\lambda_{3} * \lambda_{4}= {\vmat {\lambda_3}}^2={\vmat {\lambda_4}}^2[/mm]

>  
> allgemein) Kann mir jemand kurz nochmal das mit der
> Resonanz einer DGL erklären?

Der Resonanzfall ist der Fall, wenn die Störfunktion [mm]g\left ( x \right )[/mm] eine Lösung der homogenen DGL  ist.

>  
> Danke
>  Markus

Gruß
MathePower

Bezug
                
Bezug
resonanz: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:28 Mi 06.02.2008
Autor: mar.kus

Und wie finde ich den partiklären Ansatz für

s(x)= 3x*cos (2x) ?

In der Lösung steht was von:

[mm] y_P [/mm] = 3* Re [mm] *Y_P [/mm] = (A+B*x) [mm] *e^{2I*x} [/mm]

Wie kommt man darauf?

Bezug
                        
Bezug
resonanz: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:55 Mi 06.02.2008
Autor: MathePower

Hallo Markus,

> Und wie finde ich den partiklären Ansatz für
>  
> s(x)= 3x*cos (2x) ?
>  
> In der Lösung steht was von:
>  
> [mm]y_P[/mm] = 3* Re [mm]*Y_P[/mm] = (A+B*x) [mm]*e^{2I*x}[/mm]
>  
> Wie kommt man darauf?

Ich kenn das nur mit reellen Ansätzen.

Da [mm]s\left ( x \right )= 3x*\cos \left ( 2x \right )[/mm] keine Lösung der homogenen DGL ist, macht man hier den Ansatz [mm]y_{p}=\left ( A_{1}x+B_{1} \right ) \sin \left ( 2x \right ) + \left ( A_{2}x+B_{2} \right ) \cos \left ( 2x \right ) [/mm] , weil hier ein Polynom 1. Grades in Kombination mit einer trigonometrischen Funktion auftritt.

Gruß
MathePower

Bezug
                                
Bezug
resonanz: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:56 Mi 06.02.2008
Autor: mar.kus

Also kann man die einzelnen Therme einfach miteinander multiplizieren?

Danke für die Hilfe und eine schöne Woche
Markus

Bezug
                                        
Bezug
resonanz: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:07 Mi 06.02.2008
Autor: MathePower

Hallo Markus,

> Also kann man die einzelnen Therme einfach miteinander
> multiplizieren?

Welche Terme?

>  
> Danke für die Hilfe und eine schöne Woche

Danke, gleichfalls.

>  Markus

Gruß
MathePower

Bezug
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