TU Wien:Mathematik 2 UE (diverse)/Übungen WS07/Beispiel 302

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Man löse die Differenzialgleichung: y′+yx−ex=0



Lösungsvorschlag von Jolly

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y′+1xy=ex

Wobei a(x)=1x und s(x)=ex.

Schritt 1: Bestimme yh(x) (Lösung der zugehörigen inhomogenen Gleichung) durch Trennung der Variablen.

y′+1xy=0

dydx+1xy=0

dyy=−dxx

∫1ydy=∫−1xdx

ln(y)=−ln(x)+ln(c)

yh(x)=1xc

Schritt 2: Bestimme yp(x) (partikuläre Lösung) durch Variation der Konstanten.

c→c(x)

Ansatz: yp(x)=1xc(x)

Einsetzen in die homogene Differentialgleichung y′+1xy=ex.

(1xc(x))′+1xc(x)1x=ex

c′(x)x−c(x)x2+c(x)x2=ex

c′(x)=exx

c(x)=∫exx

c(x)=ex(x−1)

In den Ansatz einsetzen

yp(x)=1xex(x−1)

yp(x)=ex(1−1x)

Allgemeine Lösung

y(x)=yh(x)+yp(x)=1xc+ex(1−1x)