de-CH
utf-8
math math-format
Spezielle Lösung: Lineare Inhomogenität
dgl-04-03
multiple
2548
randRangeExclude(-8,8,[-1,0,1]) randRangeExclude(-8,8,[-1,0,1]) randRangeExclude(-8,8,[-1,0,1,P]) P-A*Q -P*A

Gegeben sei die Differentialgleichung y'(t) = C\cdot t + A\cdot y(t) +B.

Diese hat eine Lösung der Form y(t) = {\color{red}a} \cdot t + {\color{blue}b}.

Bestimmen Sie {\color{red}a} und {\color{blue}b}.

a \color{red}a = P
c \color{blue}b = Q

Setze die Funktion y(t) = {\color{red}a} \cdot t + {\color{blue}b} in die Differentialgleichung y'(t) = C\cdot t + A\cdot y(t) +B ein.

Es ist y'(t) = \left({\color{red}a} \cdot t + {\color{blue}b}\right)' = {\color{red}a} = C\cdot t + A\cdot ({\color{red}a} \cdot t + {\color{blue}b}) +B.

Um linke und rechte Seite zu vergleichen, sortieren wir die rechte Seite und erhalten

0 \cdot t + {\color{red}a} = (A {\color{red}a} + C) \cdot t + (A {\color{blue}b} +B) .

Damit dies erfüllt für alle t ist, müssen für die Koeffizienten zwei Gleichungen erfüllt sein:

0 = A {\color{red}a}+ C und {\color{red}a} = A {\color{blue}b} +B.

Wir erhalten {\color{red}a} = P und {\color{blue}b} = Q.