0 Daumen
374 Aufrufe


diese Frage wurde schon von wem anders gestellt, jedoch wollte ich wissen, ob mein Weg der richtige ist und brächte Hilfe beim weiteren lösen.


Aufgabe: logistische Gleichung mit Variablentrennung lösen.



seien a,b ∈ ℝ  Konstanten mit b > 0.

ů = au(b-u), u(t0) = u0


Mein Weg:


Ich habe versucht es auf u und t aufzuteilen und habe dann : du u (b-u) = dt a erhalten.

Ich schreibe es zur Vereinfachung hin und erhalte:  ∫1/(b-u)u du =  ∫ 1/a dt.

Nun integriere ich beide Seiten und erhalte:



( ln(|u|) - ln(|u-b|) ) / b + C und t/a + C.

Dann setze ich meine Abhängigkeiten aus der 'Bedingung' ein und erhalte zusammengefasst:



( ln (u0-b) - ln(u0) - ln (u-b) + ln(t)) / b und (t -t0)/a.



muss ich jetzt nur noch nach u umstellen? da komme ich leider nicht mehr weiter.



Danke für die Hilfe!

Avatar von

1 Antwort

0 Daumen
 
Beste Antwort
( ln(|u|) - ln(|u-b|) ) / b + C und t/a + C.

Dann setze ich meine Abhängigkeiten aus der 'Bedingung' ein 

Das ist zu früh.

Schreibe erst mal richtig als Gleichung und unterscheide (vorerst) die Konstanten:

( ln(|u|) - ln(|u-b|) ) / b + c_1  = t/a + c_2

Subtrahiere die Konstante c_1, dann ist die Differenz c_2-c_1 wieder eine Konstante, die du c_3 nennen könntest.
Auf die Differenz der Logarithmen kannst du zudem das Gesetz

ln a - ln b = ln (a/b)

anwenden:

\(ln \frac{|u|}{|u-b|} = \frac t a + c_3 \)

Jetzt beide Seite "e hoch" nehmen:

\(\frac{|u|}{|u-b|} = e^{\frac t a + c_3} \)

\(\frac{|u|}{|u-b|}= e^{\frac t a} \cdot  e^{c_3}\)

wobei \(e^{c_3}\) wieder eine Konstante ist, die wir jetzt C nennen:

\(\frac{|u|}{|u-b|} |= C\cdot e^{\frac t a} \)

Jetzt stelle weiter nach u um und verwende erst zum Schluss die Anfangsbedingungen.

Avatar von 54 k 🚀

Hallo abakus,

danke für die schnelle Antwort.

Wie soll ich weiter nach u umstellen? Sind nicht schon alle von u abhängigen Sachen auf der linken Seite? :-( ich komme da leider nicht weiter.


Liebe Grüße.

Du bist fertig, wenn du eine Gleichung der Form u(t)=... hast.

Davon bist du noch ein Stück entfernt, weil u auch im Nenner steht.


Unknown: unnötigen Teil entfernt 

@ Moderatoren

Macht keine halben Sachen! Entweder ihr lasst meine Antworten/Kommentare stehen wie sie sind, oder ihr löscht komplett!

Ich erwarte eine umgehende Wiederherstellung des Originalkommentars oder dessen komplette Löschung.

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community