Richtungsfeld einer Differenzialgleichung

Durch die explizite Differenzialgleichung 1. Ordnung y = f ( x , y ) sei für jeden Punkt P ( x 0 ; y 0 ) ein Wert definiert, nämlich f ( x 0 ; y 0 ) , er beschreibt den Anstieg der Integralkurve in diesem Punkt: y ( x 0 ; y 0 ) = f ( x 0 ; y 0 )
Durch y = c o n s t . werden Kurven mit gleichen Linienelementen (oder Richtungselementen) beschrieben, sogenannte Isoklinen oder Neigungslinien.

Beispiel: Die Differenzialgleichung ( 2 y x 2 ) d x + d y = 0 lautet in expliziter Darstellung y = x 2 2 y .
Isoklinen ergeben sich für y = c 1 , a l s o x 2 2 y = c 1 . Das sind die Parabeln y = 1 2 x 2 + c , also gestauchte, nach oben geöffnete Parabeln symmetrisch zur y-Achse.

Parabeln als Isoklinien

Parabeln als Isoklinien

Die Isoklinen von y y x = 0 ergeben sich x y = c , y 0, a l s o y = x c .
Die Isoklinen sind Halbgeraden.

Halbgeraden als Isoklinien

Halbgeraden als Isoklinien

y = 1 4 x y , y 0, soll im 1. Quadraten betrachtet werden.
Die Isoklinen sind y = 1 4 c x .

Näherung für eine Lösungskurve

Näherung für eine Lösungskurve

Eine grobe Näherung für die Integralkurve erhielte man, wenn man einen Polygonzug dem Richtungsfeld anpasst.

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

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