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Lösen einer nichtlinearen DGL 1. Ordnung |
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Cyborg
Aktiv  Dabei seit: 20.05.2009 Mitteilungen: 675
 | Themenstart: 2022-10-28
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Hallo, Leute!
Bei einer Aufgabe habe ich eine DGL aufstellen können, die ich nicht von Hand lösen kann:
$$x\cdot y(x)\cdot y'(x)-y(x)^2-2a^2\cdot y'(x)=0$$
Laut "Mathematica" ist die Lösung:
$$y(x)=\dfrac{1}{2}\cdot(x\cdot c^2+\sqrt{-4a^2c^2+x^2\cdot c^4})$$
Wenn "Mathematica" das schafft, dann können es bestimmt auch Menschen von Hand!?
Wie löst man sowas???
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Cyborg
Aktiv  Dabei seit: 20.05.2009 Mitteilungen: 675
 | Beitrag No.1, vom Themenstarter, eingetragen 2022-10-28
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Man kann glaube ich umschreiben:
$y'(x)=\dfrac{y(x)^2}{x\cdot y(x)-2a^2}=:f(x,y(x))$
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Caban
Senior  Dabei seit: 06.09.2018 Mitteilungen: 2598
Wohnort: Brennpunkt einer Parabel
 | Beitrag No.2, eingetragen 2022-10-28
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Hallo
Ich würde einen integrierenden Faktor verwenden.
exp(-int(1/y,y)
Der funktioniert nicht, siehe unten
Gruß Caban
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Kuestenkind
Senior  Dabei seit: 12.04.2016 Mitteilungen: 2515
 | Beitrag No.3, eingetragen 2022-10-30
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Huhu Cyborg,
ich würde das direkt lösen. \(y=0\) löst sicherlich. Für \(y\neq 0\):
\(\displaystyle xyy'-y^2-2a^2 y'=0\)
\(\displaystyle -2a^2y'=y^2-x y y'\)
\(\displaystyle \frac{-2a^2y'}{y^3}=\frac{y-x y'}{y^2}\)
\(\displaystyle \left(\frac{a^2}{y^2}\right)'=\left(\frac{x}{y}\right)'\)
Gruß,
Küstenkind
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Kuestenkind
Senior  Dabei seit: 12.04.2016 Mitteilungen: 2515
 | Beitrag No.4, eingetragen 2022-10-31
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\quoteon(2022-10-28 19:29 - Caban in Beitrag No. 2)
Hallo
Ich würde einen integrierenden Faktor verwenden.
exp(-int(1/y,y)
Gruß Caban
\quoteoff
Das ist übrigens verkehrt. Richtig wäre exp(-int(3/y,y) . Damit erhält man dann auch \(\frac{1}{y^3}\) als Faktor, den man auch intuitiv erhält, wenn man die DGL so umformt, wie es in #3 steht.
Gruß,
Küstenkind
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Caban
Senior  Dabei seit: 06.09.2018 Mitteilungen: 2598
Wohnort: Brennpunkt einer Parabel
 | Beitrag No.5, eingetragen 2022-10-31
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Hallo
Ja, du hast recht, ich hatte einen Vorzeichenfehler
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Cyborg
Aktiv  Dabei seit: 20.05.2009 Mitteilungen: 675
 | Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2022-11-01
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Hallo, Kuestenkind!
Deine Lösung gefällt mir gut!
Da wäre ich nicht so schnell drauf gekommen!
Ich danke euch allen!!!
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