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Guten Tag,
gegeben habe ich folgendes Anfangswertproblem 4. Ordnung:
Überführen Sie das Anfangswertproblem in ein System von Anfangswertproblemen erster Ordnung.
Welcher wesentlicher Vorteil hat die Darstellung von beliebigen Anfangswertproblemen in einem System von Anfangswertproblemen 1. Ordnung?
Überführen Sie das Euler-Verfahren in eine Form, damit es auf das System von Anfangswertproblemen nach anwendbar ist.
Erstmal kann ich umschreiben:
Und durch teilen:
ich definiere mir also einen Vektor ist, mit
Stimmt das denn?
Bei ist mir an sich klar, dass grundsätztlich Anfangswertprobleme erster Ordnung, deutlich einfacher zu lösen sind als Anfangswertprobleme höherer Ordnung. Aber ob das so als Antwort ausreichend ist?
Der letzte Aufgabenteil erscheint mir dahingehend abstrus, da wir das Eulerverfahren auf das System von Anfangswertprobleme nach anwendbar machen sollen. Aber das Eulerverfahren ist doch schon so ausgelegt, dass es für Anfangswertprobleme 1. Ordnung ausgelegt ist? Was wird da verlangt?
Vielen Dank für Hilfe im voraus,
Chica-Rabiosa
Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert): "Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen." |
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ledum 
19:35 Uhr, 17.06.2017
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Hallo da du eine Dgl 4 der Ordnung hast ist das System auch 3 fach. du musst angeben usw dann schreib lieber in der Form dann schreibe was du unter damit verstehen willst. wenn ihr das Euler Verfahren bisher nur für einfache Dgl erster Ordnung behandelt habt, musst du es entsprechend umschreiben. Natürlich kannst du die Dgl auch als Dgl dritter Ordnung für auffassen, aber dann würde um zu bestimmen noch wieder eine Integration fehlen. Gruß ledum
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Hey ledum,
danke für's Antworten.
Ja das Euler-Verfahren ist auf Anfangswertproblemen erster Ordnung definiert, sprich
Also durch geteilt:
ich definiere mir also einen Vektor
mit und sowie
Mich verwirrt jetzt, dass wir keine Anfangsbedingungen haben, bin mir also unsicher.
Ist denn meine Antwort bei plausibel und ausreichend?
Grüße
Chica-Rabiosa
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ledum 
15:54 Uhr, 18.06.2017
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Hallo Deine Matrix ist falsch. multipliziere mal aus dann steht da . B. aber richtig ist du solltest wirklich dazuschreiben . und dann die Matrix hinschreiben besser zuerst in der form . aufschreiben. dabei ausnehmen Wenn du das richtig hast schreib den ersten Schritt der Euler Lösung hin und einen allgemeinen Schritt, also von nach . das ist, was sie von die wollen Gruß ledum
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Hallo. Ja das war nichts.
so ist es korrekt.
So müsste es stimmen? Nur ich frage mich immer in welche Komponente ich dann die Störfunktion aufschreibe? Also in welche Komponente gehört das
Wenn das korrekt ist kann ich es mit Herrn Euler versuchen.
Den ersten Schritt kann ich ja aufschreiben:
Also allgemein erstmal,
mit und
erste Schritt
zweite Schritt
erste Schritt
Aber wie ist das jetzt gemeint überführen Sie das Euler-Verfahren in eine Form, damit es auf das System von Anfangswertproblemen nach anwendbar ist?
Danke ledum!
Grüße
Chica-Rabiosa
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ledum 
13:08 Uhr, 19.06.2017
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Hallo deine Matrix ist noch immer falsch jetzt steht da aber richtig ist schreib es doch mal erst in der Form wie ich schon gezeigt. . wenn du ein Matrix hast, multipliziere sie mit aus, um zu kontrollieren.
Dann schreib das Eulerferfahren genau mit den Matrizen und hin. nimm einfach Anfangswerte wenn du das mit schreiben willst ausdrücklich dein hinschreiben!! und da du ja und hinschreiben kannst auch aus Gruß ledum
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Hallo,
aber in deinem letzten Post scheint auch was mit den Vorzeichen durcheinander zu sein?
Wenn ich habe, dann sollte
sein.
So müsste es jetzt korrekt sein. Die ersten drei Zeilen sind ja reine Formalität. In der letzten Komponente kommt dann die ganze DGL zum Vorschein. Ausmultipliziert stimmt es jetzt, zur Kontrolle.
Und die zugehörige Matrix A nochmal:
mit
Jetzt bin ich mir ziemlich sicher, dass es stimmt.
Jetzt soll ich das Eulerverfahren genau mit den Matrizen und hinschreiben?
Da bin ich jetzt am Grübeln. Gemeint ist bestimmt den Euler für jede DGL erster Ordnung hinzuschreiben, also wir haben ja die DGL 4. Ordnung auf ein System mit 4 DGL's erster Ordnung überführt.
Also im Prinzip muss ich dann hinschreiben:
Aber wie indiziere ich das jetzt? Und wie behandele ich dann die jeweiligen Approximationen ? Der einzelnen Funktionen/DGL's?
Danke ledum wie immer herzlich!
Chica-Rabiosa
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ledum 
17:19 Uhr, 19.06.2017
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Hallo du schreibst es entweder in Vektorschreibweise gegebene Anfangsbedingungen. Schrittweite Näherungslösung ob du A explizit hinschreibst. oder nur einmal ist Geschmacksache, zum späteren rechnen besser explizit. . oder du nennst deine große Klammer und schreibst es damit. du schreibst nie Vektoren, dann solltest du wenigstens einmal sagen, was bzw ist denn kann sein oder die erste Komponente von Gruß ledum
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Hallo,
so ganz kann ich den Bedingungen und Annahmen nicht folgen.
Ich halte fest der Vektor der Anfangsbedingungen ist definiert als:
Jetzt ist:
so?
Wie immer danke ledum!
Grüße
Chica-Rabiosa
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ledum 
22:18 Uhr, 19.06.2017
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Hallo ja, richtig, nur auch in der Matrix muss statt stehen. und deine letzte Komponente von ist wohl ein Tipfehler. Gruß ledum
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Hallo ledum,
ja da sind Tippfehler. Danke ledum :-)
Ich erkenne aber nicht wirklich wieso das der Euler-Approximation entspricht?
Und was ist mit der ? Reicht da eigentlich meine Antwort aus dem #Startbeitrag?
Grüße
Chica-Rabiosa
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ledum 
16:11 Uhr, 20.06.2017
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Hallo Wenn du es besser siehst, mach es mit der Funktion, di du ja auch aufgeschrieben hast. von der Idee her rechnest du für die einzelnen Komponenten jeweils die Steigung aus im Punkt , an dem du gerade bist und gehst dann auf der Tangente einen Schritt weiter. Dann hat du einen neuen (genäherten Punkt, und rechnest da wieder die Steigungen aus . oder wenn du an denkst rechnest du aus der Anfangsbedungung für aus daraus das neue dann damit das neue usw. zu zu Anfangswerten 1. Ordnung gibt es Beweise für die Eindeutigkeit von Lösungen (Picard Lindelöf) und viele fertige Lösungsprogramme in fast allen Programmiersprachen. Gruß ledum
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Hey, also einmal die Variante:
die ist ja definitiv korrekt?
Und die andere wäre:
und wobei
Nur wie führe ich das jetzt aus?
Also wie indiziere ich das und was ist mit meinem ?
Zu Ja und die Kernaussage bzw. die Schlussfolgerung ist doch, dass man DGL's erster Ordnung schlicht einfacher lösen kann?
Was würde ich nur ohne dich machen ledum, danke! Dankeschön, wirklich.
Grüße!
Chica-Rabiosa
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ledum 
21:43 Uhr, 20.06.2017
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Hallo ich bin nicht gewohnt, den Näherungslösungen für den neuen Namen zu geben. aber wenn das bei euch üblich ist, dann muss natürlich außß34 (da noch ein a einführen find ich schlecht. dann muss natürlich auch in nicht sondern stehen und natürlich fehlt noch das allgemeine und wie du die und indizerst ist doch klar, w_ß ist gegeben, daraus ud aus dann nicht anders als im ersten Schritt. natürlich sollte irgendwo stehen zu da du kein anderes Verfahren kennst, ist die Aussage ( schlicht einfacher) gewagt, ich würde es so ähnlich formulieren wie ich schon sagte. ich finde besonders wichtig, bevor man losrennet, etwas über die Eindeutigkeit zu wissen. Gruß ledum
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Morgen ledum,
wie erwähnt bei der Indizierung komme ich des öfteren durcheinander. Also ich versuche dann mal es auf die Notation:
Intervall
zu beziehen.
Also:
Und jetzt auf die Aufgabe bezogen doch:
Geht das so? Es ist ja allgemein für die Aufgabe angepasst?
Zu Ja DGL's erster Ordnung haben bekannte Lösungsverfahren, die die Eindeutigkeit von Lösungen gewährleisten und somit leicht in der Anwendung verglichen mit DGL's höherer Ordnung sind?
Herzlichen Dank.
Grüße
Chica-Rabiosa
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ledum 
12:41 Uhr, 21.06.2017
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Hallo es fehlt: ich nenne die Näherungslösungen für 2. es fehlt die Umsetzung usw am Anfang. und mich stört weiterhin, dass du zwischen den Komponenten und dem Vektor keinen Unterschied machst. bei darf in nicht stehen, sondern besser find ich auch statt immer zu schreiben. dazu die Definition von zu die Aussage "die die Eindeutigkeit von Lösungen gewährleisten" ist falsch. Richtig ist, dass man mit Picard Lindelöf feststellen kann ob eine Dgl 1. Ordnung mit gegebenen Anfangsb.. eindeutige Lösungen hat, Das Lösungsverfahren findet immer nur eine Lösung, auch wenn die nicht eindeutig ist. Zudem kann man die Genauigkeit des Verfahrens abschätzen Gruß ledum
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Guten Tag ledum,
ich versuche mal erneut. Aber das ist alles so uneindeutig finde ich. Ich sitze da immer stundenland davor und weiß nicht wie ich sowas umsetzen soll. Was ich jetzt auch noch nicht verstehe noch ist wie ich zwischen und dem Vektor unterscheiden soll? Ich meine der Vektor ist ja auch nicht gleich der Approximation ?
sprich einen Funktionswert um die Schrittweite weiter.
Intervall
Umsetzung:
Mit den jeweiligen Anfangsbedinungen allgemein, weiß ich nicht, wie ich das am besten aufschreiben soll.
Und jetzt auf die Aufgabe bezogen doch:
So sollte es auf jeden Fall besser sein?
Wir hatten Picard-Lindelöf gar nicht. Daher weiß ich jetzt immer noch nicht wie ich das jetzt am Besten beantworten soll? Also auf jeden Fall solle ich erwähnen
allgemein einfacher als DGL's höherer Ordnung ii) bekannte Lösungsmethoden von DGL's erster Ordnung durch verschiedene Verfahren iii) die Genauigkeit der Lösung ist abschätzbar iv) ?
Danke, danke,
Chica-Rabiosa
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ledum 
16:16 Uhr, 22.06.2017
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Hallo im Prinzip ist es so richtig, weiterhin stört mich dass du in den Vektor ausschreibst, davor aber einfach nur so steht dann etwa bei und dann in ein anderes warum gehst du darauf nicht ein, entweder konsequent ist Vektor oder konsequent Wenn ihr keinen Eindeutigkeitsbeweis hattet fällt IV weg, aber kannst du ja nicht wirklich wissen . ich würde die fertigen Lösungsmethoden in den üblichen Programmiersprachen als nehmen. Gruß ledum
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ledum 
16:17 Uhr, 22.06.2017
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Hallo im Prinzip ist es so richtig, weiterhin stört mich dass du in den Vektor ausschreibst, davor aber einfach nur so steht dann etwa bei und dann in ein anderes warum gehst du darauf nicht ein, entweder konsequent ist Vektor oder konsequent Wenn ihr keinen Eindeutigkeitsbeweis hattet fällt IV weg, aber kannst du ja nicht wirklich wissen . ich würde die fertigen Lösungsmethoden in den üblichen Programmiersprachen als nehmen. Gruß ledum
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Hallo ledum,
okay und was ist eig mit den jeweiligen Anfangsbedinungen allgemein?
Meinst du dann so:
So ist das gemeint?
gut dann mache ich es so.
Grüße und vielen Dank!
Chica-Rabiosa
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ledum 
00:44 Uhr, 23.06.2017
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ok und hak ab Gruß ledum
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