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Lösungen der homogenen Differentialgleichung mit konstanten Koeffizienten

Das Aufsuchen der allgemeinen Lösung der homogenen Differentialgleichung (9.40a) mit , d.h.
(9.41a)

erfordert die Bestimmung der Wurzeln der sogenannten charakteristischen Gleichung
(9.41b)

Jede Wurzel liefert eine Lösung der Gleichung . Tritt eine Wurzel mit der Vielfachheit auf, dann sind ebenfalls Lösungen. Die Linearkombination dieser aller Lösungen ergibt die allgemeine Lösung der homogenen Differentialgleichung:
(9.41c)

Wenn die Koeffizienten reell sind, können komplexe Wurzeln der charakteristischen Gleichung nur paarweise konjugiert komplex auftreten. In diesem Falle sind z.B. für und in den betreffenden Gliedern der allgemeinen Lösungen die Funktionen und durch und zu ersetzen. Die dabei entstehenden Ausdrücke der Form können auch in der Form mit den Konstanten und dargestellt werden.

Beispiel

Zur Differentialgleichung gehört die charakteristische Gleichung mit den Wurzeln . Die allgemeine Lösung kann in zwei Formen angegeben werden: