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Aufgabe:

Besitzt das Anfangswertproblem
\( y^{\prime}=t^{3}+\cos \left(t^{3} y\right), \quad y(0)=1, \)
eine eindeutige Lösung \( y=y(t) \) auf ganz \( \mathbb{R} \) ? Begründen Sie Ihre Antwort!


Ansatz/Problem:

Mich verwirrt diese Aufgabe, wegen dem cos(t³y). Könnte mir da jmd. bitte weiterhelfen

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Ob das Anfangswertproblem eine eindeutige Lösung auf ganz \( \mathbb{R} \) hat, hängt von der Existenz und Eindeutigkeit einer Lösung in einem geeigneten Intervall ab.

Um zu bestimmen, ob eine eindeutige Lösung existiert, kann man die Lipschitz-Bedingung untersuchen.

Die Lipschitz-Bedingung besagt, dass die Ableitung von \( (f(t, y) = t^{3}+\cos \left(t^{3} y\right)) \) in Bezug auf y innerhalb eines geeigneten Intervalls eine endliche Lipschitz-Konstante besitzen muss.

Da die Ableitung von (cos(t^3y)) in Bezug auf y = -sin(t^3y)*t^3.

Da sin(t) eine endliche und die Ableitung von t^3 endlich ist.

Daher ist f(t,y) Lipschitz-stetig in Bezug auf y und es gilt die Existenz und Eindeutigkeit einer Lösung im Intervall \( (( -\infty, +\infty) ) \).

Daher hat das Anfangswertproblem eine eindeutige Lösung auf ganz \( \mathbb{R} \).

Avatar von 3,0 k

Achso. Ich dachte etwas zu kompliziert :D. Danke

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