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AWP Lösen
dgl-01-03
multiple
13000
randRange(2,12) randRange(2,12) randRange(2,12) randRange(0,12)

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

Bestimmen Sie {\color{red}a} und {\color{blue}b}, sodass die Funktion y mit y(t) = C \cdot e^{{\color{red}a} \cdot t} + {\color{blue}b} diese Differentialgleichung und y(0) = Y0 erfüllt.

a \color{red}a = (A*Y0+B)/C
c \color{blue}b = Y0-C

Mit y(0) = Y0 folgen y(0) = C \cdot 1 + {\color{blue}b} = Y0

und {\color{blue}b} = Y0 - C.

Um {\color{red}a} zu finden, leiten wir y(t) = C \cdot e^{{\color{red}a} \cdot t} + {\color{blue}b} ab und setzen y'(t) und y(t) in die Differentialgleichung ein.

Setze dann {\color{blue}b} in {\color{red}a} \cdot C \cdot e^{{\color{red}a} \cdot t} = A \cdot C \cdot e^{{\color{red}a} \cdot t} + \left( A {\color{blue}b}+ B \right) mit t = 0 ein.

Das ergibt {\color{red}a} \cdot C = A \cdot C+\left( A {\color{blue}b}+ B \right) = A*C + A*Y0 - A*C +B und schlussendlich {\color{red}a} = \dfrac{A*C + A*Y0 - A*C+B}{C} = fractionReduce(A*Y0+B,C).