Aufgabe:
Betrachtet wird die Differenzialgleichung dritter Ordnung
y''' = 3xy4y' + x2y'y''
mit den Anfangswerten y(1) = -2, y'(1) = -1, y''(1) = -2.
a) Transformieren Sie die Differenzialgleichung inklusive der Anfangsbedingung in ein Differenzialgleichungssystem erster Ordnung. Das transformierte Differenzialgleichungssystem lautet:
y0' = y1
y1' = y2
y2' = 3xy04y1 + x2y1y2
Dieses Differenzialgleichungssystem hat die folgende Anfangsbedingung:
y0(1) = -2
y1(1) = -1
y2(1) = -2
b) Führen Sie für das Differenzialgleichungssystem aus (a) einen Schritt des Euler-Verfahrens zur Schrittweite h = 0,20 aus.
Der Schritt führt zu
y0(1,20) ≈ -2,20
y1(1,20) ≈ -1,40
y2(1,20) ≈ -1,524
c) Berechnen Sie durch einen weiteren Euler-Schritt eine Näherung für y(1,40) zu dem ursprünglichen Anfangswertproblem.
Es ist y(1,40) ≈ -2,39.
Problem/Ansatz:
Unsicher bzw. falsch ist folgendes:
y2' = ?
y2(1) = ?
y2(1,20) = ?
y(1,40) ≈ ?