Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Trennung der Variablen
Die gegebene Differenzialgleichung y′−3xy=0 wird in der differentiellen Form geschrieben:
dxdy−3xy=0⇒dxdy=3xy
Trennung der Variablen:
Alle Terme, die y enthalten, kommen auf die linke Seite der Gleichung und alle Terme mit x kommen auf die rechte Seite der Gleichung.
Dann folgt:
ydy=3xdx
Integration:
Auf beiden Seiten der Gleichung wird integriert:
∫y1dy=∫3xdx
Die Stammfunktion von y1 ist ln∣y∣+c1.
Die Stammfunktion von 3x ist 23x2+c2.
Löse nun die Gleichung nach y auf:
ln∣y∣+c1 | = | 23x2+c2 | |
| ↓ | Bringe c1 auf die rechte Seite. |
ln∣y∣ | = | 23x2+c2−c1 | |
| ↓ | Fasse c2−c1 zu C zusammen. |
ln∣y∣ | = | 23x2+C | e() |
| ↓ | Beseitige den ln. |
∣y∣ | = | e23x2+C | |
∣y∣ | = | eC⋅e23x2 | |
| ↓ | Löse den Betrag auf. |
y | = | ±eC⋅e23x2 | |
Der konstante Faktor ±eC durchläuft alle reellen Zahlen D=0.
Da aber auch y=0 eine Lösung der Differenzialgleichung ist, erhält man die Funktionenschar y=D⋅e23x2 mit D∈R als allgemeine Lösung.
Die Lösung der gegebenen Differenzialgleichung lautet:
y=D⋅e23x2mitD∈R
Dargestellt sind beispielsweise die Graphen für D=0,5,D=1,5 und D=2,5.
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