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Lösungen einer DGL 2. Ordnung
dgl-00-02
rational
1000
randRangeExclude(-8, 8, [-1,0,1] ) randRangeExclude(-8, 8, [-1,0,1,A] )

Gegeben sei die DGL Ayy' + By'' = 0.

Bestimmen Sie \color{red}a \neq 0, sodass t \mapsto y(t) = \dfrac{\color{red}a}{t} eine Lösung ist.

x \color{red}a = 2*B/A

Die Idee ist, {\color{blue}y(t)= \dfrac{a}{t}} mit {\color{blue}y'(t)} und {\color{blue}y''(t)} in die DGL Ayy' + By'' = 0 einzusetzen.

Die Ableitungen sind {\color{blue}y'(t) = -a t^{-2} = -\dfrac a {t^2}} und {\color{blue}y''(t) = 2a t^{-3} = 2 \dfrac a {t^3}}

und damit eingesetzt A\cdot {\color{blue}\dfrac{a}{t}} \cdot \left({\color{blue}-\dfrac a {t^2}}\right) + negParens(B)\cdot {\color{blue} 2 \dfrac a {t^3}}= 0

Wir sortieren die Gleichung und erhalten \dfrac{-A{\color{red}a}^2 + 2*B{\color{red}a}} {t^3}= 0

Diese Gleichung ist für alle t (mit t \neq 0) genau dann erfüllt, wenn der Zähler -A{\color{red}a}^2 + 2*B{\color{red}a}= 0 ist.

Nach \color{red}a aufgelöst, erhalten wir {\color{red}a} = fractionReduce(2*B,A) (oder {\color{red}a} =0).