Mathematik online lernen im Mathe-Forum. Nachhilfe online
Startseite » Forum » Anfangswert- und Randbedingungen

Anfangswert- und Randbedingungen

Universität / Fachhochschule

Gewöhnliche Differentialgleichungen

Tags: Gewöhnliche Differentialgleichungen

 
Antworten Neue Frage stellen Im Forum suchen
Neue Frage
Maik17

Maik17 aktiv_icon

14:40 Uhr, 02.10.2020

Antworten
Hallo Leute,

der Unterschied zwischen den beiden Bedingungen ist mir bewusst.

Anfangswert: gibt Bedingungen an derselben Stelle vor.
Randwert: gibt Bedingungen an verschiedenen Stellen vor.

Wenn ich allerdings eine DGL mit 1. Ordnung habe, kann ich nur eine Bedingung vorgeben haben.
Aber ist diese Bedingung ein Anfangswert oder ein Randwert? Letztendlich kann es beides sein, da wir nur eine Bedingung haben.

Bei uns ist immer die Rede vom Anfangswert, wenn bei einer DGL 1. Ordnung z.B. f(0)=2 gilt.
Und ein Randwert z.B. f(2)=3 gilt.

Heißt es, dass ein Anfangswert immer bei f(0) liegen muss? Meiner Meinung nach nicht.

Ist nur eine Feinheit, würde mich aber mal interessieren, wie ihr das so seht.

Danke für eure Kommentare.
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
HAL9000

HAL9000

15:16 Uhr, 02.10.2020

Antworten
Ich kenne diese Unterscheidung von Anfangs- und Randwerten eher von Partiellen denn von Gewöhnlichen DGL - Beispiel:

Wenn man eine Saite der Länge L an beiden Enden einspannt und die vertikale Auslenkung y(t,x) zum Zeitpunkt t an der horizontalen Stelle x bezeichnet, so hat man die (zeitlichen) Anfangswerte y(0,x) vorgegeben (sozusagen das "anzupfen" der Saite), während man durch das seitliche Einspannen y(t,0)=y(t,L)=0 zu allen Zeitpunkten t als Randwerte vorgegeben hat.

Antwort
ledum

ledum aktiv_icon

16:21 Uhr, 02.10.2020

Antworten
Ich stimme im Prinzip Hal zu, nur da Experimente, die beschreiben werden meist zur Zeit t=0 anfangen nennt man f(0) meist Anfangswert, da sie meist nicht bei t=2s enden, ist es schlecht das einen "Rand"wert zu nennen, Besser einfach einen Wert von f ohne Rand- oder Anfang- davor. Aber da jeweils klar ist, was gemeint ist, spielt es auch keine Rolle. Wenn etwas klar ist kümmern sich Physiker nie um Wortklauberei.
Gruß ledum .
Maik17

Maik17 aktiv_icon

16:50 Uhr, 02.10.2020

Antworten
Danke Dir für die Antwort!

Jetzt hätte ich eine weiter Frage: generell zu den DGL
Die DGL y‘+y=2 ist für mich eine homogene DGL, weil 2 keine Funktion (Störglied) ist und man die DGL dann durch Substitution lösen könnte.
Während y‘+y=cos(x) ist ein Störglied ist und somit inhomogen.
Ich bin gerade mit dem Thema angefangen, daher die vielleicht eher simple Frage.
Aber wäre mein Ansatz so korrekt?

Grüße
Maik
Antwort
pivot

pivot aktiv_icon

17:13 Uhr, 02.10.2020

Antworten
Hallo.

>>... weil 2 keine Funktion (Störglied) ist.

Doch s(x)=2 ist eine (konstante) Funktion.
Frage beantwortet
Maik17

Maik17 aktiv_icon

17:15 Uhr, 02.10.2020

Antworten
Ja, das habe ich mir dann auch gerade gedacht und wollte die Antwort löschen.
Antwort
pivot

pivot aktiv_icon

17:17 Uhr, 02.10.2020

Antworten
Da war ich wohl schneller :-)
Maik17

Maik17 aktiv_icon

00:21 Uhr, 03.10.2020

Antworten
Wäre denn z.B. die DGL y‘x-3y=ln(x)*y homogen?
Ist vielleicht ein schlechtes Beispiel. Aber ich stelle mir die Frage, ob ln(x)y ein Störglied ist.
Ich habe gelesen, dass das Störglied nur von x abhängig ist und die Gleichung somit homogen wäre.
Antwort
pivot

pivot aktiv_icon

01:28 Uhr, 03.10.2020

Antworten
Man muss die Gleichung ein bisschen umstellen.

yʹx-3y=ln(x)y

yʹx-3y-ln(x)y=0

xyʹ-(3-ln(x))y=0

Das ist allgemein a1(x)yʹ+a0(x)y=0, also eine lineare und homogene Differentialgleichung erster Ordnung.
Diese Frage wurde automatisch geschlossen, da der Fragesteller kein Interesse mehr an der Frage gezeigt hat.