Inhaltsverzeichnis
Unter den Grundannahmen des vorherigen Textes wenden wir uns jetzt der Lösung der homogenen Differenzialgleichung zu.
Im ersten Schritt stellen wir eine Homogene Differenzialgleichung auf:
Methode
Der letzte Term auf der linken Seite wird gekürzt und die homogene Differenzialgleichung wird zu:
Methode
Die Lösung dieser Gleichung erfolgt im zweiten Schritt durch den Ansatz:
Methode
Setzt man diese Gleichung in die Differenzialgleichung ein, ergibt sich folgende neue Gleichung, die als charakteristische Gleichung des Systems bezeichnet wird:
Methode
Für das weitere Vorgehen rufen wir uns ins Gedächtnis, dass nach dem Fundamentalsatz der Algebra gilt:
Merke
Nun zerlegen wir die charakteristische Gleichung in Linearfaktoren:
Methode
Für die letztendliche Lösung der homogenen Differenzialgleichung müssen wir noch entscheiden, um welche Art von Nullstellen es sich bei der charakteristischen Gleichung handelt:
1. Fall: Die $ n$-Nullstellen $\alpha_1,\alpha_2,\alpha_3, ... \alpha_n $ der charakteristischen Gleichung sind reell und untereinander verschieden:
In diesem Fall hat die homogene Differenzialgleichung die Lösung:
Methode
2. Fall: Die $ n$-Nullstellen $\alpha_1 $ der charakteristischen Gleichung sind reell und gleich:
In diesem Fall hat die homogene Differenzialgleichung die Lösung:
Methode
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