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Aufgabe:Entwickeln sie die Lösung des Anfangswertproblems in einer Potenzreihe um t=0 und berechnen Sie die Terme

der Potenzreihe bis zum Term 4er Ordnung, geben sie diese also bis auf O(t^5) an.

y′′(t) = − y(t) + 1/6 (y(t))^3,
y(0) = 1,
y′(0) = 0.


Problem/Ansatz:

y′′(t) = $$\sum \limits_{n=0}^{\infty}(n+2)(n+1)a_nt^{n}$$ und y(t) = $$\sum \limits_{n=0}^{\infty}a_nt^{n}$$

in die Dgl eingesetzt und auf der Rechten Seite ein y ausgeklammert um dann die Cauchy-Produktformel anzuwenden,

bringt mich nicht wirklich weiter. Habt ihr irgendwelche anderen Ansätze oder Lösungsvorschläge?

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Hallo,

andere Vorschläge habe ich nicht, aber einen kleinen Trost: Du weiß ja schon, dass

$$y(t)=1+a_2t^2+a_3t^3+a_4t^4+O(t^5)$$

ist und Du kannst ja Schritt für Schritt die Terme von y^3 ausrechnen, wenn Du sie brauchst. Also zunächst nur alles, was Du für die Bestimmung von a2 brauchst und dann mit dem bekannten a2 den nächsten Term bestimmen ...

Zuvor musst Du aber die Formel für y'' korrigieren.

Gruß Mathhilf

1 Antwort

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Ich habe das mal für 4-te und 6-te Order durchgerechnet.

Es ergeben sich folgende Koeffizienten für \( a_2, a_3, a_4, a_5, a_6 \)

blob.png

Die Approximation der exakten Lösung sieht so aus

blob.png

Rot ist die exakte Lösung.

Avatar von 39 k

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