From 52464dbb7edcecccb5017cbf2ade2a843426f2ce Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Manuel Thalmann Date: Sat, 11 Jun 2022 18:10:23 +0200 Subject: [PATCH] Add chapters about other kinds of dgl --- .../AN2 - Analysis 2/Zusammenfassung SEP.md | 55 +++++++++++++++++++ 1 file changed, 55 insertions(+) diff --git a/Notes/Semester 2/AN2 - Analysis 2/Zusammenfassung SEP.md b/Notes/Semester 2/AN2 - Analysis 2/Zusammenfassung SEP.md index a6dacbd..1288f25 100644 --- a/Notes/Semester 2/AN2 - Analysis 2/Zusammenfassung SEP.md +++ b/Notes/Semester 2/AN2 - Analysis 2/Zusammenfassung SEP.md @@ -404,6 +404,61 @@ $$y' = f(x) \cdot g(y)$$ > - $y' = (x^2 + \sin(x)) \cdot (e^y - y + 7)$ ist separierbar > - $y' = x - y + 1$ ist _nicht_ separierbar +#### Lösungsweg + 1. Gleichung zu Differentialquotient umschreiben: + $y' = \frac{dy}{dx} = f(x) \cdot g(y)$ + 2. Trennung der Variablen: + $\frac{dy}{g(y)} = f(x) \cdot dx$ + 3. Integration auf beiden Seiten der Gleichung: + $\int{\frac{dy}{g(y)} = \int{f(x) \cdot dx}}$ + 4. Auflösen nach $y$ + +#### Beispiel +$$y' = k \cdot y$$ + +**1. Gleichung zu Differentialquotient umschreiben:** + +$$y' = \frac{dy}{dx} = \underbrace{k}_{f(x)} \cdot \underbrace{y}_{g(y)}$$ + +**2. Trennung der Variablen:** + +Alle $x$ und $y$ auf separate Seite des $=$ bringen: + +$$\frac{dy}{y} = k \cdot dx$$ + +**3. Integration auf beiden Seiten der Gleichung:** + +$$\int{\frac{dy}{y}} = \int{\frac{1}{y}}dy = \ln(|y|) \\ +\int{k \cdot dx} = k \cdot x + C \\ +\ln(|y|) = k \cdot x + C$$ + +**4. Auflösen nach $y$:** + +$$\ln(|y|) = k \cdot x + C \\ +|y| = e^{k \cdot x + C} \\ +y = \pm e^{k \cdot x + C} = \underbrace{\pm e^C}_{a} \cdot e^{k \cdot x} = a \cdot e^{k \cdot x}$$ + +**Kontrolle:** + +$$y' = (a \cdot e^{k \cdot x})' = a \cdot k \cdot e^{k \cdot x} \\ +k \cdot y = k \cdot a \cdot e^{k \cdot x} \\ +y' = k \cdot y$$ + +### Autonome Differentialgleichung +Als autonom werden die Differentialgleichungen bezeichnet, die sich in folgende Form bringen lassen: + +$$y' = f(y)$$ + +#### Beispiele +| Gleichung | Autonom? | +| -------------------------------------------- | -------- | +| $y' = y^2 + 6$ | Ja | +| $y' = x + y$ | Nein | +| $y' = \frac{y}{x}$ | Nein | +| $y' = y^2 \cdot \sqrt{1 - \sin(y)} - \ln(y)$ | Ja | + +#### Lösungsweg +Gleich wie [separierbare Differentialgleichungen](#separierbare-differentialgleichungen). [^Derivation]: [Ableitungen][Derivation]