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Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen" - Potenzreihenansatz
Potenzreihenansatz < gewöhnliche < Differentialgl. < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Potenzreihenansatz: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:55 So 28.02.2010
Autor: domerich

Aufgabe
es ist
y'= 2x +y    y(0)=1
best. sie die  glieder bis zur 6. ordnung

umgeschrieben

y' -y -2x=0

aus dem buch habe ich y= [mm] \sum a_n [/mm] 0 bis [mm] \inf [/mm]
und y' = [mm] \sum (n+1)a_{n+1} [/mm]

und den ansatz

[mm] \sum [-(a_n) [/mm] + [mm] (n+1)a_n+1]xⁿ=0 [/mm]

[mm] -(a_n) [/mm] + [mm] (n+1)a_{n+1}=0 [/mm]

(n+1) [mm] a_{n+1} [/mm] = [mm] a_n [/mm]

[mm] a_{n+1} [/mm] = [mm] \bruch{a_n }{ ( n+1)} [/mm]

[mm] a_0 [/mm] ist ja gegeben als [mm] y_0 [/mm] = 1

n=0: [mm] a_1 [/mm] = [mm] a_0/1 [/mm] = 1/1 = 1

n=1: [mm] a_2 [/mm] = [mm] a_1/2 [/mm] = 1/2

n=2: [mm] a_3= [/mm] 1/6

n=n [mm] a_n= \bruch{1}{(n-1)!} [/mm]

leider ist das falsch, warum? :(

        
Bezug
Potenzreihenansatz: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:49 So 28.02.2010
Autor: MathePower

Hallo domerich,

> es ist
> y'= 2x +y    y(0)=1
>  best. sie die  glieder bis zur 6. ordnung
>  umgeschrieben
>  
> y' -y -2x=0
>  
> aus dem buch habe ich y= [mm]\sum a_n[/mm] 0 bis [mm]\inf[/mm]
>  und y' = [mm]\sum (n+1)a_{n+1}[/mm]
>  
> und den ansatz
>  
> [mm]\sum [-(a_n)[/mm] + [mm](n+1)a_n+1]xⁿ=0[/mm]
>  
> [mm]-(a_n)[/mm] + [mm](n+1)a_{n+1}=0[/mm]
>  
> (n+1) [mm]a_{n+1}[/mm] = [mm]a_n[/mm]
>  
> [mm]a_{n+1}[/mm] = [mm]\bruch{a_n }{ ( n+1)}[/mm]
>  
> [mm]a_0[/mm] ist ja gegeben als [mm]y_0[/mm] = 1
>  
> n=0: [mm]a_1[/mm] = [mm]a_0/1[/mm] = 1/1 = 1
>  
> n=1: [mm]a_2[/mm] = [mm]a_1/2[/mm] = 1/2
>  
> n=2: [mm]a_3=[/mm] 1/6
>  
> n=n [mm]a_n= \bruch{1}{(n-1)!}[/mm]
>  
> leider ist das falsch, warum? :(


Nach meinen Rechnungen ergibt sich

[mm]a_{2}=\bruch{a_{1}+2}{2}[/mm]

Mit der Anfangsbedingung folgt: [mm]a_{2}=\bruch{3}{2}[/mm]


Gruss
MathePower

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Potenzreihenansatz: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 02:33 Mo 01.03.2010
Autor: domerich

die Lösung kenne ich ja auch.

die frage ist was ist an meinem Ansatz falsch?

ich habe z.b. die "2x" garnicht berücksichtigt, weil sie in meiner Tabelle im gelben rechenbuch als reiner x term nicht berücksichtigt sind.

kann mir jemand meinen fehler im ansatz aufzeigen? danke

Bezug
                        
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Potenzreihenansatz: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 06:39 Mo 01.03.2010
Autor: Cybrina

Hallo,
hab leider grad keine Zeit so viel zu schreiben.
Aber du musst den Ansatz in deine spezielle DGL einsetzen. Dadurch erhälst du da, wo bei dir grad ...+1)x steht, eine ...-2)x. Und dann kommt auch das richtige raus.
Schönen Tag,

Bezug
                                
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Potenzreihenansatz: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:00 Mo 01.03.2010
Autor: domerich

das war gestern ein syntax fehler sry x(

es sollte heißen

[mm] \sum{[-a_n+(n+1)a_{n+1}-2]x^n}=0 [/mm]

damit komme ich aber auf (mit [mm] y(0)=1=a_0) [/mm]

[mm] a_{n+1}=\bruch{a_n+2}{n+1} [/mm]

und somit auf

n=0: [mm] a_1= \bruch{1+2}{0+1} [/mm] = 3

was falsch ist

wer kann helfen?


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Bezug
Potenzreihenansatz: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:06 Di 02.03.2010
Autor: Cybrina


> das war gestern ein syntax fehler sry x(
>  
> es sollte heißen
>
> [mm]\sum{[-a_n+(n+1)a_{n+1}-2]x^n}=0[/mm]

Das stimmt trotzdem nicht so ganz. Wenn du den Ansatz in die DGL einsetzt, steht da
[mm] \summe_{n=0}^\infty(n+1)a_{n+1}x^n-\summe_{n=0}^\infty a_nx^n=2x [/mm]
(das x hat ja kein "hoch n" dran).
Und dann musst du die Koeffizienten vergleichen.
D.h. z.B. für n=0, steht ja links
[mm] 1*a_1*x^0-a_0*x^0 [/mm]
Rechts steht aber kein [mm] x^0, [/mm] d.h.
[mm] a_1-a_0=0 [/mm]
Für n=1, steht dann da
[mm] 2*a_2*x-a_2*x [/mm]
Da du rechts auch einen Summanden mit x stehen hast, gilt
[mm] 2a_2-a_2=2 [/mm]
usw.


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Potenzreihenansatz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:08 Di 02.03.2010
Autor: domerich

schön erklärt danke

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