+1 Daumen
678 Aufrufe

Ich habe eine Frage zur folgenden Differentialgleichung:

x'=(ln(t))/(tx) mit AWP x(1)=2


Ist die Lösung x(t)=ln(t)+c

Und C in dem Falle 2?

Avatar von

2 Antworten

+1 Daumen

Bild Mathematik

Avatar von 121 k 🚀
0 Daumen

Hallo !

Ich weiß nicht wie man das mathematisch hübsch formuliert, aber im Grunde läuft es ungefähr so ab :

dx / dt = ln(t) / (t * x)

x * dx / dt = ln(t) / t

∫ ln(t) / t * dt = (1 / 2) * (ln(t)) ^ 2 + C

∫ x * dx = (1 / 2) * x ^ 2

Nun muss man sich fragen, was man tun müsste um (1 / 2) * x ^ 2 in x zu verwandeln :

Man müsste mal 2 nehmen und man müsste anschließend / danach die Wurzel ziehen.

Und das wendest du jetzt auf (1 / 2) * (ln(t)) ^ 2 + C an

2 * ((1 / 2) * (ln(t)) ^ 2 + C) =  (n(t)) ^ 2 + 2 * C

2 * C kann man einfach wieder C nennen, also

(ln(t)) ^ 2 + C

Nun die Wurzel ziehen :

±√((ln(t)) ^ 2 + C)

Nun gilt :

x(t) = ±√((ln(t)) ^ 2 + C)

Das funktioniert mit allen Dingern der Form :

x´(t) = u(t) / (v(t) * x)

wobei u(t) und v(t) Funktionen von t sind.

Man muss immer das Integral von u(t) / v(t) * dt bilden / ermitteln, falls das existiert.

Danach das mal 2 nehmen und danach ±√(...) daraus bilden, dann hat man die Lösung für x(t)

Man könnte das √(2) auch ausklammern, wenn man wollen würde.

Danach nur noch die Konstante C so auswählen, dass dein Anfangswertproblem erfüllt ist.

Die Matheexperten hier können dir das bestimmt noch mathematisch sauberer erklären / formulieren, als ich das kann, warum das so ist.

Avatar von

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community