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Aufgabe:

Bestimme die allgemeinen Lösungen der folgenden Differenzialgleichung:

x′′ −x = t·e^(2t)

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Hallo,

Ansatz x(t)= e^(λt) , 2mal ableiten , ergibt:

λ^2 -1=0

λ =± 1

 \( \lambda=-1 \) ergibt \( x_{1}(t)=C_{1} e^{-t} \);

 \( \lambda=1 \) ergibt \( x_{2}(t)=C_{2} e^{t} \)

 \( xh(t)=x_{1}(t)+x_{2}(t)=C_{1} e^{-t}+C_{2} e^{t} \)

Ansatz part.Lösung:

Ist \( \mathrm{g}(\mathrm{x}) \) eine Summe/ein Produkt , so ist als Ansatzfunktion ebenfalls eine Summe/ein Produkt solcher Funktionen anzusetzen.

g(x) - Störfunktion, rechter Teil der Gleichung

t       : a +bt

e^(2t): c *e^(2t)

------->

xp= (a +bt) * c *e^(2t)

xp= a c *e^(2t) + bt c *e^(2t)

xp= A  *e^(2t) + Bt *e^(2t)

\( x_{p}(t)=A e^{2 t}+B e^{2 t} t \)

->2, Mal ableiten , in die DGL einsetzen, Koeffizientenvergleich

blob.png

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\( x_{p}(t)=-\frac{4 e^{2 t}}{9}+\frac{1}{3} e^{2 t} t \)

x=xh+xp

Lösung:

\( x(t)=C_{2} e^{t}+C_{1} e^{-t}+\frac{1}{3} e^{2 t} t-\frac{4 e^{2 t}}{9} \)

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