Der Integrierende Faktor, auch Eulerscher Multiplikator genannt, kommt immer dann zum Einsatz, wenn eine Differentialgleichung nicht exakt ist. Er macht die Differentialgleichung exakt und erlaubt dadurch diese direkt zu integrieren. Der integrierende Faktor ist eine Funktion der Form
Methode
Vorgehensweise für die Bestimmung des integrierenden Faktors
Ausgangssituation:
1. Ansatz um die Differentialgleichung exakt zu machen:
2. Die daraus resultierende Exaktheitsbedingung
3. Spezialfälle
Es gilt zu klären ob
Fall 1:
Dann ist
Der integrierende Faktor ist in diesem Fall
Fall 2:
Dann ist
Der integrierende Faktor ist nun
4. Gefundene(n) integrierende(n) Faktor(en) entsprechend in die Differentialgleichung einsetzen und
5. auf Exaktheit anhand der Gleichung
Beispiel
1. Man sieht direkt, dass
2. Nun überprüft man ob Exaktheit vorliegt:
3. Man prüft im nächsten Schritt ob
3.1 Wir beginnen mit der Untersuchung ob
Es stellt sich heraus, dass sich
3.2 Als nächstes überprüfen wir ob
Nun stellt sich heraus, dass
4. Abschließend setzen wir
5. Überprüfung auf Exaktheit durch
Die Differentialgleichung ist nun exakt und kann nun nach dem Verfahren im vorherigen Abschnitt "Exakte Differentialgleichung" gelöst werden.
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