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Richtungsfeld Differentialgleichung

Schüler

Tags: Differentialgleichung

 
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IneedHelp11

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17:17 Uhr, 01.03.2015

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Gegeben: y'=x+y
Gesucht: Richtungsfeld + Kurven, die in diesem stecken

Lösungsweg:

Tabelle anfertigen mit positiven + negativen Werten
y' freistellen (falls nötig)

Meine Frage:
Wie funktioniert das bitte? Ich kann damit nichts anfangen.

Danke für Tipps.


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
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IneedHelp11

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19:23 Uhr, 01.03.2015

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Also geht es jedem der das liest wie mir? Gut. :-D)
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ledum

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19:40 Uhr, 01.03.2015

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Hallo
setze x=0 das ist die y Achse. dann hast du auf der y achse y'=y also trägst du bei 1 einen kleinen Richtungsvektor 1 an bei 22 usw, bei -1 eben -1
dann dieGerade x=1y'=1+y
also jetz auf der Geraden bei y=1 Richtungspfeil 2 bei 01 bei 23 usw.
dann auf x=2 und x=3 usw dasselbe ebenso bei x=-1 und -2 usw.
eine Wertetabele ist damit eigentlich fast überflüssig.
Wenn du das "Richtungsfeld gezeichnet hast gehst du an irgendeinen Punkt z,B((0,1) dort läufst du mit der Kurve ein stückchen in richtung des Pfeils, dann kommst du bei x=1 an und läufst mit dem dort passenden Pfeil weiter usw. fang auch mal im negativen Bereich an.
ich häng ein Bild an, bis x=3 aber nicht deine sonder y'=x+y2 damit du noch was zu tun hast den Anfang hab ich für 3 Werte auf der y- achse genommen und bin nach rechts und links gegangen
Gruss ledum

User-1D
IneedHelp11

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20:30 Uhr, 01.03.2015

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Nicht schlecht, aber ich denke bei dem Beispiel kann man mir ohnehin nicht helfen da man das ja irgendwie zeichnen muss, oder? Nett, dass du es versucht hast mir zu erklären aber versteh es nicht. Wie gesagt macht nichts, trotzdem danke!

LG
IneedHelp11

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21:26 Uhr, 01.03.2015

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Irgendwie denke ich, dass eine Wertetabelle sehr hilfreich zum Zeichnen wäre, täusche ich mich da? :-D)

Antwort
ledum

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23:46 Uhr, 01.03.2015

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Hallo
sie schadet nicht, aber für ganze Zahlen kann man ja jeden Punkt im Kopf rechen, x=2y=1y'=3 in eine Tabelle zu schreiben schadet nichts.
Gruß ledum
IneedHelp11

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12:40 Uhr, 02.03.2015

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Muss ich nicht nach y umstellen das ich irgendwas zeichnen kann?

Also statt y' zb dy durch dx das auf der anderen seite ableiten und dann beide seiten integrieren? Irgendwie so? Ich komm nicht drauf, kein Plan wie man das Zeichen soll gibts noch andere Vorschläge? :-D) Danke
Antwort
ledum

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15:30 Uhr, 02.03.2015

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Hallo
Du musst an den Punkten (x,y) die Steigungen y' einzeichen, wie ich es in meinem bild für y'=x2+y gemacht habe.
also an der stelle (-1,2)die Steigung -1+2=1 einzeichnen als kleinen Strichmit steigung 1 entsprechend für alle Punkte, bzw eben einige ausgesuchte in deinem Zeichenbereich.
Was soll dabei die Umstellung nach y=... helfen, Anscheinend hast du noch nicht verstanden, was ein Richtungsfeld ist
du zeichnest in ein x-y Koordinatennetz!
Gruß ledum
IneedHelp11

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16:16 Uhr, 02.03.2015

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Ja danke.. das ist wahrscheinlich das Problem, dass ich nicht weiß was das ist :-D)
IneedHelp11

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21:03 Uhr, 02.03.2015

Antworten
Mag mir jemand helfen? Ich probier das ganze Zeit, aber keine Ahnung wie das mit dem Zeichnen geht, Steigungsdreiecken und so.

Wenn ich zB. x[-5,5] und y[-5,5] nehme und eine Wertetabelle erstelle:

Dann hab ich ja zB. bei -5(x) und -5(y) den Wert -10 usw, oder? Aber wie tragt man das bitte ein und wie sollen diese Striche sein? Manche Striche sind gerade manche sind bisschen schräg usw. Das hängt mit den Steigungsdreiecken zusammen oder? Und wo bzw. wann man die da einzeichnen muss, das versteh ich nicht.

Hoffnungslos mit mir :-)
Antwort
Werner-Salomon

Werner-Salomon aktiv_icon

21:43 Uhr, 02.03.2015

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Hallo Du armer ;-)

Du zeichnest ein Richtungsfeld indem Du z.B. für jeden Gitterpunkt - das ist ein Punkt mit ganzzahligen Koordinaten von x und y - die 'Richtung' von yʹ einzeichnest.
Du hast sicher schon mal eine Wetterkarte gesehen, in der für unterschiedliche Orte die Windrichtung eingezeichnet war. Aber im Unterschied zur Wetterkarte verzichten wir auf die Darstellung der Windstärke.

ein Beispiel: Gegeben ist die Differentialgleichung
yʹ=x+y
Ich nehme da mal zwei Punkte heraus - z.B. P1=(1,1) und P2=(3,1). Dann den jeweiligen Wert für yʹ berechnen:
yʹ(1,1)=1+1=2
yʹ(3,1)=3+1=4

Die Zeichnung habe ich angehängt. In jedem der Punkte geht man eine Einheit nach rechts und anschließend yʹ-Einheiten nach oben, bzw. nach unten, wenn yʹ<0. Also hier im Beispiel einmal 2 und einmal 4 Einheiten. Dann die Diagonale, um das Steigungsdreieck zu vervollständigen. Dann begrenzt man diese Linie noch durch eine konstante Länge. Alle 'Striche' sollten gleich lang sein, das habe ich versucht durch die Kreise zu verdeutlichen.
Was bleibt sind die rot markierten Strecken.

.. und das für möglichst viele Punkte; dann entstehen Bilder, wie Dir ledum bereits eines hingestellt hat.

Gruß
Werner

Skizze
IneedHelp11

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22:11 Uhr, 02.03.2015

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Danke, verstanden :-)

bei y'= xy wäre es zB bei P(3,1)=31=3
Steigung beträgt 3 oder? Das ist die letzte Frage, ob das eben immer so geht das man einfach einsetzt und dann hat man die Steigung für den Punkt? ;-)

Dann kann der Thread eigl. geschlossen werden


Antwort
Werner-Salomon

Werner-Salomon aktiv_icon

22:23 Uhr, 02.03.2015

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.. ja genauso. Es ist nebensächlich, wie das yʹ zu Stande kommt. Nur es muss immer allein auf einer Seite der Gleichung stehen und muss sich als Funktion-von schreiben lassen - allgemein:
yʹ=f(x,y)

Gruß
Werner

PS.: das 'Schließen' des Threads (das Hakerl) musst Du selber machen.
Frage beantwortet
IneedHelp11

IneedHelp11 aktiv_icon

22:24 Uhr, 02.03.2015

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Super Erklärung... Da kann ich mir überall das Steigungsdreieck denken und dann die Stricherl machen, wahrscheinlich wollte die Person vor dir mir das auch so erklären aber ich brauch halt ne Zeit, vielen Dank euch beiden für die Zeitopferung!
IneedHelp11

IneedHelp11 aktiv_icon

11:26 Uhr, 03.03.2015

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