Gewöhnliche Differenzialgleichungen leicht gemacht!
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
---|---|
Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Berlin
Springer Spektrum
[2022]
|
Ausgabe: | 2. Auflage |
Schriftenreihe: | Lehrbuch
|
Schlagworte: | |
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adam_text | 1
DIFFERENZIALGLEICHUNGEN
ERSTER
ORDNUNG
..............................................
1
1.1
DEFINITION
UND
GRUNDBEGRIFFE
........................................................
2
1.2
RICHTUNGSFELD
UND
NUMERISCHE
LOESUNG
..........................................
7
1.2.1
IDEE
DER
NUMERISCHEN
LOESUNG
...........................................
10
1.2.2
UNTERSCHIEDLICHE
EINSCHRITTVERFAHREN
.................................
12
1.2.3
BEISPIEL
ZUR
NUMERISCHEN
LOESUNG
......................................
14
1.3
SEPARABLE
GLEICHUNGEN
..................................................................
16
1.4
LINEARE
GLEICHUNGEN
ERSTER
ORDNUNG
............................................
21
1.4.1
HOMOGENE
GLEICHUNG
........................................................
21
1.4.2
INHOMOGENE
GLEICHUNG:
VARIATION
DER
KONSTANTEN
.............
21
1.5
ALLGEMEINE
BEMERKUNG
ZUR
LOESUNG
EINER
DIFFERENZIALGLEICHUNG
.
26
UEBUNGSAUFGABEN
....................................................................................
28
2
EIGENSCHAFTEN
DER
LOESUNGEN
....................................................................
31
2.1
DIFFERENZIALGLEICHUNGSSYSTEME
ERSTER
ORDNUNG
.............................
32
2.2
EXISTENZ
UND
EINDEUTIGKEIT
EINER
LOESUNG
.......................................
36
2.2.1
LIPSCHITZ-STETIGKEIT
.............................................................
36
2.2.2
EINDEUTIGKEITSSATZ
................................................................
40
2.2.3
EXISTENZSATZ
.......................................................................
45
2.3
DIFFERENZIALGLEICHUNGEN
HOEHERER
ORDNUNG
.....................................
47
2.3.1
ZURUECKFUEHRUNG
AUF
EIN
SYSTEM
ERSTER
ORDNUNG
..................
49
2.3.2
LOESBARKEIT
UND
EINDEUTIGKEIT
..............................................
52
2.4
LINEARE
DIFFERENZIALGLEICHUNGEN
....................................................
54
2.4.1
BEISPIEL:
EULER-DIFFERENZIALGLEICHUNG
...............................
58
2.4.2
BEISPIEL:
LEGENDRE-DIFFERENZIALGLEICHUNG
..........................
60
UEBUNGSAUFGABEN
....................................................................................
69
3
BEISPIEL:
FREIE
GEDAEMPFTE
SCHWINGUNG
.................................................
73
3.1
DIFFERENZIALGLEICHUNG
DER
GEDAEMPFTEN
SCHWINGUNG
....................
74
3.2
EXPONENTIALANSATZ
UND
CHARAKTERISTISCHE
GLEICHUNG
.....................
76
3.3
UNGEDAEMPFTE
SCHWINGUNG:
A
=
....................................................
78
XI
XII
INHALTSVERZEICHNIS
3.4
SCHWACHE
DAEMPFUNG:
0
A
WO
.................................................
80
3.5
APERIODISCHER
GRENZFALL:
L
=
WO
...................................................
82
3.6
STARKE
DAEMPFUNG:
U
....................................................................
84
3.7
UEBERSICHT
........................................................................................
85
UEBUNGSAUFGABEN
....................................................................................
88
4
LINEARE
DGLS
MIT
KONSTANTEN
KOEFFIZIENTEN
.........................................
91
4.1
DEFINITION
UND
GRUNDBEGRIFFE
.........................................................
92
4.2
HOMOGENE
GLEICHUNG
......................................................................
94
4.2.1
FUNDAMENTALSATZ
DER
ALGEBRA
.........................
95
4.2.2
NUR
EINFACHE
NULLSTELLEN
......................................................
99
4.2.3 ALLGEMEINER
FALL
...................................................................
103
4.2.4
BEWEIS
DES
HAUPTSATZES
FUER
HOMOGENE
GLEICHUNGEN
....
105
4.3
INHOMOGENE
GLEICHUNG
.....................................................................
109
4.3.1
FORM
DER
INHOMOGENITAET
........................................................
109
4.3.2
KEINE
RESONANZ
....................................................................
112
4.3.3
RESONANZ
................................................................................
117
4.3.4 REELLE
GLEICHUNGEN
REELL
LOESEN?
...........................................
121
4.3.5
ANALYTISCHE
LOESUNG
MIT
EINEM
COMPUTERPROGRAMM
..........
121
UEBUNGSAUFGABEN
.......................................................................................
123
5
BEISPIEL:
ERZWUNGENE
SCHWINGUNG
.............................................................
125
5.1
DIFFERENZIALGLEICHUNG
DER
ERZWUNGENEN
SCHWINGUNG
.....................
126
5.2
UNGEDAEMPFTE
SCHWINGUNG
.................................................................
128
5.2.1
FALL
92
-
W
0
..........................................................................
128
5.2.2
FALL
92
=
WO:
RESONANZ
.........................................................
130
5.3
GEDAEMPFTE
SCHWINGUNG
...................................................................
131
UEBUNGSAUFGABEN
.......................................................................................
139
6
AUSBLICK:
EINE
PARTIELLE
DIFFERENZIALGLEICHUNG
.......................................
141
6.1
DIFFERENZIALGLEICHUNG
DER
SCHWINGENDEN
SAITE
...............................
142
6.2
SEPARATIONSANSATZ
..............................................................................
143
6.2.1
LOESUNG
DER
SEPARIERTEN
GLEICHUNGEN
....................................
145
6.2.2
EINZELLOESUNGEN
UND
SUMMEN
.................................................
147
6.3
ANFANGSBEDINGUNGEN
DER
ANGEZUPFTEN
SAITE
.....................................
149
6.3.1
ENTWICKLUNG
IN
EIGENFUNKTIONEN
............................................
151
6.3.2
BEISPIEL:
LINEARES
MITTIGES
ANZUPFEN
....................................
153
UEBUNGSAUFGABEN
.......................................................................................
159
A
KOMPLEXE
ZAHLEN
................................................................................................
161
A.L
KOERPER
DER
KOMPLEXEN
ZAHLEN
...........................................................
161
A.1.1
DEFINITION
...............................................................................
161
A.L.
2
ZUSAMMENHANG
MIT
REELLEN
ZAHLEN
.......................................
162
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
A.2
EIGENSCHAFTEN
KOMPLEXER
ZAHLEN
....................................................
163
A.2.1
KOMPLEXE
KONJUGATION
........................................................
164
A.2.
2
BETRAG
....................................................................................
165
A.2.
3
FUNDAMENTALSATZ
DER
ALGEBRA
.................................................
167
A.3
EXPONENTIALREIHE
UND
EULER-FORMEL
...............................................
167
A.3.1
EIGENSCHAFTEN
DER
EXPONENTIALREIHE
......................................
167
A.3.2
EULER-FORMEL
..........................................................................
168
A.4
POLARKOORDINATEN
..............................................................................
171
A.4.1
MULTIPLIKATION
KOMPLEXER
ZAHLEN
.........................................
173
A.4.2
N-TE
EINHEITSWURZELN
.............................................................
174
B
LOESUNGEN
DER
UEBUNGSAUFGABEN
......................................................................
179
STICHWORTVERZEICHNIS
..............................................................................................
205
|
adam_txt |
1
DIFFERENZIALGLEICHUNGEN
ERSTER
ORDNUNG
.
1
1.1
DEFINITION
UND
GRUNDBEGRIFFE
.
2
1.2
RICHTUNGSFELD
UND
NUMERISCHE
LOESUNG
.
7
1.2.1
IDEE
DER
NUMERISCHEN
LOESUNG
.
10
1.2.2
UNTERSCHIEDLICHE
EINSCHRITTVERFAHREN
.
12
1.2.3
BEISPIEL
ZUR
NUMERISCHEN
LOESUNG
.
14
1.3
SEPARABLE
GLEICHUNGEN
.
16
1.4
LINEARE
GLEICHUNGEN
ERSTER
ORDNUNG
.
21
1.4.1
HOMOGENE
GLEICHUNG
.
21
1.4.2
INHOMOGENE
GLEICHUNG:
VARIATION
DER
KONSTANTEN
.
21
1.5
ALLGEMEINE
BEMERKUNG
ZUR
LOESUNG
EINER
DIFFERENZIALGLEICHUNG
.
26
UEBUNGSAUFGABEN
.
28
2
EIGENSCHAFTEN
DER
LOESUNGEN
.
31
2.1
DIFFERENZIALGLEICHUNGSSYSTEME
ERSTER
ORDNUNG
.
32
2.2
EXISTENZ
UND
EINDEUTIGKEIT
EINER
LOESUNG
.
36
2.2.1
LIPSCHITZ-STETIGKEIT
.
36
2.2.2
EINDEUTIGKEITSSATZ
.
40
2.2.3
EXISTENZSATZ
.
45
2.3
DIFFERENZIALGLEICHUNGEN
HOEHERER
ORDNUNG
.
47
2.3.1
ZURUECKFUEHRUNG
AUF
EIN
SYSTEM
ERSTER
ORDNUNG
.
49
2.3.2
LOESBARKEIT
UND
EINDEUTIGKEIT
.
52
2.4
LINEARE
DIFFERENZIALGLEICHUNGEN
.
54
2.4.1
BEISPIEL:
EULER-DIFFERENZIALGLEICHUNG
.
58
2.4.2
BEISPIEL:
LEGENDRE-DIFFERENZIALGLEICHUNG
.
60
UEBUNGSAUFGABEN
.
69
3
BEISPIEL:
FREIE
GEDAEMPFTE
SCHWINGUNG
.
73
3.1
DIFFERENZIALGLEICHUNG
DER
GEDAEMPFTEN
SCHWINGUNG
.
74
3.2
EXPONENTIALANSATZ
UND
CHARAKTERISTISCHE
GLEICHUNG
.
76
3.3
UNGEDAEMPFTE
SCHWINGUNG:
A
=
.
78
XI
XII
INHALTSVERZEICHNIS
3.4
SCHWACHE
DAEMPFUNG:
0
A
WO
.
80
3.5
APERIODISCHER
GRENZFALL:
L
=
WO
.
82
3.6
STARKE
DAEMPFUNG:
U
.
84
3.7
UEBERSICHT
.
85
UEBUNGSAUFGABEN
.
88
4
LINEARE
DGLS
MIT
KONSTANTEN
KOEFFIZIENTEN
.
91
4.1
DEFINITION
UND
GRUNDBEGRIFFE
.
92
4.2
HOMOGENE
GLEICHUNG
.
94
4.2.1
FUNDAMENTALSATZ
DER
ALGEBRA
.
95
4.2.2
NUR
EINFACHE
NULLSTELLEN
.
99
4.2.3 ALLGEMEINER
FALL
.
103
4.2.4
BEWEIS
DES
HAUPTSATZES
FUER
HOMOGENE
GLEICHUNGEN
.
105
4.3
INHOMOGENE
GLEICHUNG
.
109
4.3.1
FORM
DER
INHOMOGENITAET
.
109
4.3.2
KEINE
RESONANZ
.
112
4.3.3
RESONANZ
.
117
4.3.4 REELLE
GLEICHUNGEN
REELL
LOESEN?
.
121
4.3.5
ANALYTISCHE
LOESUNG
MIT
EINEM
COMPUTERPROGRAMM
.
121
UEBUNGSAUFGABEN
.
123
5
BEISPIEL:
ERZWUNGENE
SCHWINGUNG
.
125
5.1
DIFFERENZIALGLEICHUNG
DER
ERZWUNGENEN
SCHWINGUNG
.
126
5.2
UNGEDAEMPFTE
SCHWINGUNG
.
128
5.2.1
FALL
92
-
W
0
.
128
5.2.2
FALL
92
=
WO:
RESONANZ
.
130
5.3
GEDAEMPFTE
SCHWINGUNG
.
131
UEBUNGSAUFGABEN
.
139
6
AUSBLICK:
EINE
PARTIELLE
DIFFERENZIALGLEICHUNG
.
141
6.1
DIFFERENZIALGLEICHUNG
DER
SCHWINGENDEN
SAITE
.
142
6.2
SEPARATIONSANSATZ
.
143
6.2.1
LOESUNG
DER
SEPARIERTEN
GLEICHUNGEN
.
145
6.2.2
EINZELLOESUNGEN
UND
SUMMEN
.
147
6.3
ANFANGSBEDINGUNGEN
DER
ANGEZUPFTEN
SAITE
.
149
6.3.1
ENTWICKLUNG
IN
EIGENFUNKTIONEN
.
151
6.3.2
BEISPIEL:
LINEARES
MITTIGES
ANZUPFEN
.
153
UEBUNGSAUFGABEN
.
159
A
KOMPLEXE
ZAHLEN
.
161
A.L
KOERPER
DER
KOMPLEXEN
ZAHLEN
.
161
A.1.1
DEFINITION
.
161
A.L.
2
ZUSAMMENHANG
MIT
REELLEN
ZAHLEN
.
162
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
A.2
EIGENSCHAFTEN
KOMPLEXER
ZAHLEN
.
163
A.2.1
KOMPLEXE
KONJUGATION
.
164
A.2.
2
BETRAG
.
165
A.2.
3
FUNDAMENTALSATZ
DER
ALGEBRA
.
167
A.3
EXPONENTIALREIHE
UND
EULER-FORMEL
.
167
A.3.1
EIGENSCHAFTEN
DER
EXPONENTIALREIHE
.
167
A.3.2
EULER-FORMEL
.
168
A.4
POLARKOORDINATEN
.
171
A.4.1
MULTIPLIKATION
KOMPLEXER
ZAHLEN
.
173
A.4.2
N-TE
EINHEITSWURZELN
.
174
B
LOESUNGEN
DER
UEBUNGSAUFGABEN
.
179
STICHWORTVERZEICHNIS
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