User manual - ALGEBRA_FX2.0PLUS_FX1.0PLUS_Teil2

20010901
3-2-3
Differenzialgleichungen 1. Ordnung
k Lineare Differenzialgleichungen 1. Ordnung
Beschreibung der Anfangswertaufgabe
Dieser Differenzialgleichungstyp hat folgende Formelstruktur:
y' + f(x)y = g(x), d.h. dy/dx + f(x)y = g(x) mit y0 = y(x0).
Um eine inhomogene lineare Differenzialgleichung mit nichtkonstantem Koeffizienten
numerisch und grafisch lösen zu können, sind die Differenzialgleichung und die Anfangswerte
einzugeben. Für y0 kann auch eine Werteliste y0 = {y01, y02, ...} eingegeben werden, um mehrere
Integralkurven gleichzeitig berechnen und grafisch darstellen zu können.
Hinweis:
Falls keine Störfunktion auftritt ( g(x) = 0), ist die Differenzialgleichung homogen. Falls f(x) =
const. (Zahlenwert) gilt, liegt eine Differenzialgleichung mit konstanten Koeffizienten vor. Formen
Sie Ihre Anfangswertaufgabe stets in die oben angegebene Normalform um, ehe Sie mit dem
Rechner zu arbeiten beginnen.
Eingangsbildschirm des DIFF EQ - Menüs
1. Rufen Sie das DIFF EQ - Menü aus dem Hauptmenü heraus auf. Nach dem Öffnen des
DIFF EQ - Menüs erscheint der Eingangsbildschirm zu den Differenzialgleichungen.
Voreinstellungen, Eingabe und Lösung der Aufgabenstellung
2. Zur Auswahl des passenden Differenzialgleichungstyps drücken Sie 1(1st) und wählen
anschließend c(Linear) aus.
3. Geben Sie die Terme für f(x) und g(x) ein.
4. Geben Sie die Daten für x0, y0 ein (Anfangswerte an einer festen Stelle x0).
5. Drücken Sie 5(SET)b(Param) zur Voreinstellung der Parameter für das Runge-Kutta-
Verfahren und die grafische Darstellung der Kurve (Step) und des Richtungsfeldes (SF).
6. Legen Sie das x-Intervall für das Runge-Kutta-Verfahren fest.
7. Legen Sie die Schrittweite h für das Runge-Kutta-Verfahren fest.
8. Drücken Sie 5(SET)c(Output), um das Listenzuordnungsmenü zu öffnen, wo Sie
auch die abhängige Variable y markieren müssen, die an der grafischen Darstellung der
Lösungskurven für y beteiligt sein wird.
9. Unabhängig von Punkt 6 müssen Sie das Betrachtungsfenster (V-Window) für die
grafische Darstellung festlegen, indem Sie das entsprechende Eingabefenster nutzen.
10. Drücken Sie schließlich 6(CALC), um entsprechend Ihrer Vorgaben die Anfangswert-
aufgabe numerisch und grafisch zu lösen.