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Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen" - Bernoulli-Dgl
Bernoulli-Dgl < gewöhnliche < Differentialgl. < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Bernoulli-Dgl: tipp
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:45 So 22.06.2014
Autor: arbeitsamt

Aufgabe
a) Löse durch Substitution:

[mm] x`+2t^2x=2t^2x^3 [/mm] mit x(0)=2

b) Als verbessertes Modell für Populationswachstum kann man

[mm] x`=\gammax(1-(\bruch{x}{K})^\nu) [/mm] mit [mm] x(0)=x_0 [/mm]

mit einem Parameter [mm] \nu>1 [/mm] für Wirbeltiere bzw. 0 < [mm] \nu \le [/mm] 1 für wirbellose Tiere betrachten. Lösen Sie dieses AWP in Abhängigkeit von [mm] \nu [/mm]

a) [mm] x'+2t^2x=2t^2x^3 [/mm] mit x(0)=2

zu bernoulli dgl gibt es den folgenden ansatz:

[mm] \alpha=3 [/mm]

[mm] u(t)=x^{1-\alpha}=x^{-2} [/mm]

wie mache ich weiter? die ableitung von u(t) hilft mir nicht weiter

[mm] u`(t)=-2x^{-3} [/mm]

        
Bezug
Bernoulli-Dgl: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:13 So 22.06.2014
Autor: MathePower

Hallo arbeitsamt,

> a) Löse durch Substitution:
>  
> [mm]x'+2t^2x=2t^2x^3[/mm] mit x(0)=2
>  
> b) Als verbessertes Modell für Populationswachstum kann
> man
>
> [mm]x'=\gammax(1-(\bruch{x}{K})^\nu)[/mm] mit [mm]x(0)=x_0[/mm]
>  
> mit einem Parameter [mm]\nu>1[/mm] für Wirbeltiere bzw. 0 < [mm]\nu \le[/mm]
> 1 für wirbellose Tiere betrachten. Lösen Sie dieses AWP
> in Abhängigkeit von [mm]\nu[/mm]
>  a) [mm]x'+2t^2x=2t^2x^3[/mm] mit x(0)=2
>  
> zu bernoulli dgl gibt es den folgenden ansatz:
>  
> [mm]\alpha=3[/mm]
>  
> [mm]u(t)=x^{1-\alpha}=x^{-2}[/mm]
>  
> wie mache ich weiter? die ableitung von u(t) hilft mir
> nicht weiter
>  
> [mm]u'(t)=-2x^{-3}[/mm]  


Nach der Kettenregel fehlt hier die innere Ableitung: x'.

Daher

[mm]u'(t)=-2x^{-3}*\red{x'}[/mm]  

Jetzt musst Du die Substitution nach x umstellen.
Dann kannst Du das hier einsetzen.


Gruss
MathePower

Bezug
                
Bezug
Bernoulli-Dgl: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:47 So 22.06.2014
Autor: arbeitsamt


> Nach der Kettenregel fehlt hier die innere Ableitung: x'.

Kettenregel? ich habe [mm] u(t)=x^{-2} [/mm] mit der potenzregel abgeleitet. die funktion ist auch nicht verkettet. woher kommt nun die innere ableitung?

ps: die seite lädt bei mir zur zeit sehr langsam. ist das bei dir auch so?



Bezug
                        
Bezug
Bernoulli-Dgl: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:51 So 22.06.2014
Autor: MathePower

Hallo arbeitsamt,

> > Nach der Kettenregel fehlt hier die innere Ableitung: x'.
>  
> Kettenregel? ich habe [mm]u(t)=x^{-2}[/mm] mit der potenzregel
> abgeleitet. die funktion ist auch nicht verkettet. woher
> kommt nun die innere ableitung?
>  


x ist die gesuchte Funktion, ist also von t abhängig.


> ps: die seite lädt bei mir zur zeit sehr langsam. ist das
> bei dir auch so?
>  


Ja, das ist zur Zeit auch bei mir so.


Gruss
MathePower

Bezug
        
Bezug
Bernoulli-Dgl: aufg. b)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:19 So 22.06.2014
Autor: arbeitsamt

In der aufgabenstellung wird die funktion nicht richtig angezeigt.

richtig wäre:

[mm] x'=\gamma* x(1-(\bruch{x}{K})^\nu) [/mm]


[mm] \gamma [/mm] ist ebenfalls ein paramter oder (wird in der ufgabenstellung nicht erwähnt)?

kann ich die dgl ohne substitution, sondern mit trennung der variabel lösen?

[mm] \integral{\bruch{1}{x(1-(\bruch{x}{K})^\nu)} dx}=\integral{\gamma dt} [/mm]

ist das so richtig?

Bezug
                
Bezug
Bernoulli-Dgl: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:14 So 22.06.2014
Autor: MathePower

Hallo arbeitsamt,

> In der aufgabenstellung wird die funktion nicht richtig
> angezeigt.
>
> richtig wäre:
>  
> [mm]x'=\gamma* x(1-(\bruch{x}{K})^\nu)[/mm]
>  
>
> [mm]\gamma[/mm] ist ebenfalls ein paramter oder (wird in der
> ufgabenstellung nicht erwähnt)?
>  
> kann ich die dgl ohne substitution, sondern mit trennung
> der variabel lösen?
>  


Das kann sein.


> [mm]\integral{\bruch{1}{x(1-(\bruch{x}{K})^\nu)} dx}=\integral{\gamma dt}[/mm]
>  
> ist das so richtig?


Ja.


Gruss
MathePower

Bezug
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