Protokolle
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| Kurzinfo | ||
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Inhaltsverzeichnis |
Protokoll vom 28.3.2011
| Thema: Lösen von Differenzialgleichungen | |
| erstellt am 28.3.2011 | Protokoll von Jonas Happel |
| Lehrer: C.-J Schmitt |
Tangenten
f(x)=mx+b
am Beispiel von f(x)= ax2 an der Stelle x0= -1
Eigenschaften
t(x0)=f(x0) und t'(x0)=f'(x0)
t(x)=f'(x0)x+b
Erarbeitung einer allgemeinen Gleichung
t(x0)=f'(x0)x0+b=f(x0)
b=f(x0)-f'(x0)x0
t(x)=f'(x0)x+f(x0)-f'(x0)x0
=f'(x0)(x-x0)+f(x0)
Tangentengleichung
t(x)=f'(x0)(x-x0) + f(x0)
Aufgaben
S.296 Nr.9a
t(x)=f'(x0)(x-x0)+f(x0)=0
NS: x0-1
Nullstelle:
x=x0-=x0-1
Probe
x0=0
t(x)=x+1
NS: -1
Nr.9b
t(0)=f'(x0)(-x0)+f(x0)=0,5 f(x0)
=> -f'(x0)x0=-0,5 f(x0)
=>
=>
=>
=> f(x)=e0,5ln(x)+C
=> = (elnx)0,5ec
=> = ax0,5
=> =
Protokoll vom 30.3.2011
| Thema: Tangentengleichung & Normalengleichung, Separation der Variable | |
| erstellt am 30.3.2011 | Protokoll von Katharina Hahn |
| Lehrer: C.-J Schmitt |
1. Tangentengleichung
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Merke:
Wichtige Erkenntnis für diese Unterrichtsphase: x0 ist eine einzige Stelle, und zwar die Stelle an der ich die Tangente zeichne! t(x)= f'(x0) * (x-x0) +f(x0) |
2. Normalengleichung
|
Merke:
Wichtige Erkenntnis für diese Unterrichtsphase:
|
3.Übung S.296.Nr.10a
Halbkreis
Probe:
x0 kann nicht größer sein als der Radius
Jetzt Normale für die Halbkreisfunktion
(ist tatsächlich Ursprungsgerade!)
Normalenfunktion für Halbkreis an der Stelle x0 = 0,5
q.e.d.
Normale geht durch den Ursprung!
4. S.296.Nr.7d
5. S.297.Nr.18
Für das Zeichnen des Richtungsfeldes
Protokoll vom 11. April 2011
| Thema: das Euler-Verfahren | |
| erstellt am 6. Mai 2011 | Protokoll von Catalina Vetter |
| Lehrer: C.-J Schmitt |
Das Euler-Verfahren zum numerischen Lösen einer Differentialgleichung
Man setzt Euler an, wo man mit Separation nicht weiter kommt.
Man braucht dazu:
Differentialgleichung und Punkt
Iterationsformel:
Alternative Herleitung
Beispiel
1. mit h=1
| Schritt | xk | | f'(xk)=f(xk) | f(xk+1)= f'(xk)h+f(xk) |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 2 |
| 1 | 1 | 2= | 2 | 4 |
| 2 | 2 | 4= | 4 | 8 |
| 3 | 3 | 8= | 8 | 16 |
| 4 | 4 | 16= | 16 | 32 |
2. mit h=0,1
| Schritt | xk | | f'(xk)=f(xk) | f(xk+1)= f'(xk)h+f(xk) |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1,1 |
| 1 | 0,1 | 1,1 | 1,1 | 1,21 |
| 2 | 0,2 | 1,21 | 1,21 | 1,33 |
| 3 | 0,3 | 1,33 | 1,33 | 1,46 |
| 4 | 0,4 | 1,46 | 1,46 | 1,61 |
| 5 | 0,5 | 1,61 | 1,61 | 1,77 |
| 6 | 0,6 | 1,77 | 1,77 | 1,95 |
Die Werte sind aufgrund der Näherung zwar etwas zu klein, jedoch sind sie den echten Werten schon viel näher.
|
Je kleiner h ist, umso genauer ist der Wert. |
Aufgabe Buch Seite 299 # 4a
f'(x)=1-f(x)
f(0)=0
h=0,1
| Schritt | xk | f(xk) | f'(xk) | f(xk+1) = f'(xk) h + f(xk) |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0,1 |
| 1 | 0,1 | 0,1 | 0,9 | 0,19 |
| 2 | 0,2 | 0,19 | 0,81 | 0,27 |
| 3 | 0,3 | 0,27 | 0,73 | 0,34 |
| 4 | 0,4 | 0,34 | 0,66 | 0,41 |
| 5 | 0,5 | 0,41 | 0,59 | 0,47 |
| 6 | 0,6 | 0,47 | 0,53 | 0,52 |
| 7 | 0,7 | 0,52 | 0,48 | 0,57 |
| 8 | 0,8 | 0,57 | 0,43 | 0,61 |
| 9 | 0,9 | 0,61 | 0,39 | 0,65 |
| 10 | 1 | 0,65 | 0,35 | 0,69 |
Alternative Lösung über Separation
Protokoll vom 13.04.2011
| Thema: Näherungsformel und Separation bei begrenztem Wachstum, Partialbruchzerlegung | |
| erstellt am 13.04.2011 | Protokoll von Laura Neis |
| Lehrer: C.-J Schmitt |
Näherungsverfahren und Separation im Vergleich (bei begrenztem Wachstum)
Aus der Aufgabe entwickelt:
Mit Hilfe der Näherungsformel (Euler-Vefahren) ergibt sich:
| tk | f(tk) | f'(tk) | f'(tk* h + f(tk) |
| 0 | 20 | 38 | 58 |
| 1 | 58 | 34,2 | 92,2 |
| 2 | 92,2 | 30,78 | 122,98 |
| 3 | 122,98 | 27,70 | 150,68 |
| 4 | 150,68 | 24,93 | 175,61 |
| 5 | 175,61 | 22,44 | 198,05 |
| 6 | 198,05 | 20,12 | 218,17 |
| 7 | 218,17 | 18,18 | 236,35 |
| 8 | 236,35 | 16,37 | 252,72 |
| 9 | 252,72 | 14,73 | 267,45 |
| 10 | 267,45 | 13,26 | 280,71 |
Das Verfahren mit Separation bringt Folgendes:
Jetzt noch das passende a ausrechnen! (entnehmen wir der Rand- bzw. Startbedingung)
f(0) = 20
- a + 400 = 20
a = 380
Als endgültige Lösung der Differenzialgleichung ergibt sich also:
Zur Überprüfung/ Vergleich zur Näherungsformel:
f(10) = 260,21
Die Übereinstimmung mit der Näherungsformel ist recht gut, zumal wir mit h=1 eine recht große Schrittweite haben.
Differenzialgleichungen zu exponentiellem und begrenztem Wachstum; logistisches Wachstum
Der Ansatz wird komplizierter und man benötigt zur Lösung der entsprechenden Differenzilgleichung das Verfahren der Patialbruchzerlgung.
Partialbruchzerlegung
Beispiele einer Partialbruchzerlegung, da logarithmische Substitution hier nicht mehr funktioniert :
1. Bsp.
Jetzt setzen wir A und B so, dass es wieder zur ursprünglichen Funktion passt, mit Hilfe eines LGS :
A + B = 6
3A - 2B = 5
B = 2,6
A = 3,4
2. Bsp.
Mit Hilfe von Vieta die Nullstellen berechnet um unten umzuformen:
Jetzt setzen wir A und B so, dass es wieder zur ursprünglichen Funktion passt, mit Hilfe eines LGS :
A - B = 3
A + 2B = -3
A = 1
B = -2
Protokoll vom 03.05.2011 (Besprechung der letzten Klausur)
| Thema: Musterlösung der Arbeit | |
| erstellt am 03.05.2011 | Protokoll von Katharina Hahn |
| Lehrer: C.-J Schmitt |
Aufgabe 1
Aufgabe 2
Aufgabe 3
Aufgabe 4
Aufgabe 5
a)
b)
Aufgabe 6
Aufgabe 7
Aufgabe 8
Aufgabe 9
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