Was versteht man unter differentialgleichungen?
Gefragt von: Joachim Franke | Letzte Aktualisierung: 23. Dezember 2021sternezahl: 4.9/5 (41 sternebewertungen)
Eine Differentialgleichung (auch Differenzialgleichung, oft durch DGL, DG, DGl. oder Dgl. abgekürzt) ist eine mathematische Gleichung für eine gesuchte Funktion von einer oder mehreren Variablen, in der auch Ableitungen dieser Funktion vorkommen.
Was sagen Differentialgleichungen aus?
Durch gewöhnliche Differentialgleichungen lassen sich viele dynamische Systeme aus der Technik, Natur und Gesellschaft beschreiben. Viele auf den ersten Blick sehr verschiedene physikalische Probleme lassen sich mit der GDGL jedoch formal identisch darstellen.
Wie funktioniert Differentialgleichung?
Eine Differentialgleichung heißt gewöhnlich, falls in ihr nur Ableitungen nach einer Variablen vorkommen bzw. wenn die abgeleitete Funktion nur von einer Variablen abhängt (y(x)). Andernfalls heißt die Differentialgleichung partiell.
Was beschreibt die partikuläre Lösung?
Daraus folgt, dass durchaus verschiedene Funktionen die gleiche DGL befriedigen können. Solche Funktionen werden partikuläre oder spezielle Lösungen genannt. ... Jede homogene DGL n. Ordnung hat auch n partikuläre Lösungen.
Was ist eine Differentialgleichung Physik?
Differentialgleichung, mathematische Gleichung, die Ableitungen einer unbekannten Funktion y enthält. Differentialgleichungen spielen in der Physik eine überragende Rolle, da physikalische Gesetze und Zusammenhänge sich häufig als Differentialgleichung darstellen lassen.
Was ist eine Differentialgleichung? - Einführung
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Was ist die wellengleichung?
Das t-y-Diagramm eines von der Welle erfassten Teilchens ist ebenfalls eine Sinuslinie. Die einzelnen Sinusschwingungen der von der Welle erfassten Teilchen besitzen eine Phasenverschiebung Δφ=ω⋅Δt. Die Phasenverschiebung hängt davon ab wie weit das betrachtete Teilchen vom ersten Teilchen der Kette entfernt ist.
Was ist die Schwingungsgleichung?
Mit der Schwingungsgleichung können wir bei bekannter Schwingungsdauer oder Frequenz sowie für eine bekannte Amplitude die Auslenkung eines harmonischen Oszillators zu jedem Zeitpunkt t berechnen.
Wann liegt Resonanz vor Mathe?
Man spricht von äußerer Resonanz für fi(x) , wenn fi(x) zugleich eine Lösung der zugehörigen 1 Page 2 homogenen Differentialgleichung ist. Des weiteren liegt sogenannte innere Resonanz vor, wenn eine Nullstelle λ des charakteristischen Polynoms mehrfach auftritt.
Was ist eine homogene Differentialgleichung?
Unterschied homogene und inhomogene Differentialgleichung
Die rechte Seite der Differentialgleichung ist die Inhomogenität. Sie wird auch Störfunktion genannt. Wenn b(x) = 0 ist, heißt die Differentialgleichung homogen. Ansonsten wird sie als inhomogen bezeichnet.
Wann ist eine Lösung beschränkt?
Wenn die Lösung beschränkt bleiben soll, dann muss Realteil jedes Eigenwertes nicht-positiv sein. Wenn der Realteil des Eigenwertes negativ ist, dann ist die Beschränktheit diese Komponente gegeben.
Was ist die allgemeine Lösung einer Differentialgleichung?
Die allgemeine Lösung einer exakten Differentialgleichung ist F(x, y) = C , C ∈ R . . . const. Dabei ist F eine Stammfunktion. Es sei weiters erwähnt, dass sich zwei Stammfunktionen zu P dx + Qdy = 0 nur durch eine additive Konstante unterscheiden.
Wann ist eine DGL linear?
Die Ordnung einer DGL erkennst du ganz einfach an der höchsten Ableitung, die in der Gleichung vorkommt. ... Falls die gesuchte Funktion oder eine ihrer Ableitungen in eine nicht-lineare Funktion (z.B. oder ) verstrickt ist, dann ist die DGL nicht-linear. Beispiel: ist also eine nicht-lineare DGL (erster Ordnung).
Was ist stationäre Lösung?
jede Nullstelle von f einer konstanten Lösungsfunktion, in diesem Fall sind das die Konstanten Null und Eins. ... Solche konstanten Lösungen sind ein sehr wichtiges Charakteristikum einer DGL und werden auch stationäre Lösungen genannt.
Wann ist eine DGL autonom?
Als autonome Differentialgleichung oder autonomes System bezeichnet man einen Typ von gewöhnlichen Differentialgleichungen, der nicht explizit von der unabhängigen Variable abhängt. ... Die unabhängige Variable steht in den Anwendungen häufig für die Zeit.
Wann ist eine Gleichung homogen?
Ein lineares Gleichungssystem (LGS) heißt homogen, wenn alle Koeffizienten auf der rechten Seite alle gleich null sind. ... Wenn →b≠→0, dann gibt es mindestens einen von 0 verschiedenen Koeffizienten auf der rechten Seite und das LGS ist inhomogen.
Was ist eine homogene Lösung Mathe?
Das Gleichungssystem heißt lösbar (oder konsistent), wenn es mindestens eine Lösung besitzt, eindeutig lösbar, wenn es genau eine Lösung besitzt. heißt homogen, falls alle rechten Seiten bi gleich 0 sind. Ansonsten heißt es inhomogen.
Ist die Funktion homogen?
Eine Funktion f(x−) heißt homogen vom Grade r , wenn für jede reelle Zahl λ gilt f(λx−)=λrf(x−). ... Ist eine Produktionsfunktion linear homogen, so besitzt sie konstante Skalenerträge.
Wann wendet man Variation der Konstanten an?
Die Variation der Konstanten ist eine Methode, die beim Lösen von linearen Differentialgleichungen 1. Ordnung benutzt wird. Dann liefert die Variation der Konstanten die allgemeine Lösung der DGL. ...
Wann handelt es sich um eine harmonische Schwingung?
Eine Schwingung heißt harmonische Schwingung, wenn sie eine der folgenden Bedingungen erfüllt. ... Die rücktreibende Kraft auf den schwingenden Körper ist entgegengesetzt gerichtet und betraglich proportional zur Auslenkung des Körpers aus der Ruhelage, kurz Frück(y)=−k⋅y.
Was versteht man unter der Frequenz einer Feder?
Schwingungsgleichung: Physikalisches Pendel
Die Eigenfrequenz des Federpendels ist umso größer, je seine Masse m ist. ... Die Eigenfrequenz des Federpendels ist umso größer, je die Federkonstante k der Schraubenfeder ist.
Warum ist die Schwingung eines Federpendels harmonisch?
Ein Federpendel besteht aus einem Pendelkörper, der über eine Feder horizontal befestigt ist. ... Der Pendelkörper des Federpendels wird ein Stück aus der Gleichgewichtslage ausgelenkt, festgehalten und dann losgelassen. In der Folge führt der Pendelkörper eine harmonische Schwingung aus.
Was sagt die Wellenfunktion?
Die Wellenfunktion beschreibt in der Quantenmechanik den quantenmechanischen Zustand eines Elementarteilchens oder eines Systems von Elementarteilchen im Ortsraum und bestimmt seine Aufenthaltswahrscheinlichkeit.
Was gibt der wellenvektor an?
In den meisten Fällen gibt er die Ausbreitungsrichtung der Welle an, jedoch kann die Richtung des Poynting-Vektors für den Energiefluss bei elektromagnetischen Wellen in bestimmten Medien vom Wellenvektor abweichen. ...
Was sagt die schrödingergleichung aus?
Die Schrödingergleichung ist eine, bzw. die, zentrale Grundgleichung der nichtrelativistischen Quantenmechanik. Die Lösungen dieser Gleichung werden auch Wellenfunktionen genannt. Diese Wellenfunktionen beschreiben die räumliche und zeitliche Entwicklung des Zustands eines Quantensystems.