Home

Lösungskurven

Lösungskurven sind Kurven in einem Koordinatenraum, die die Lösungen von Differentialgleichungssystemen darstellen. Sie zeigen den Verlauf des Zustands eines Systems im Verlauf der unabhängigen Variablen. In einem eindimensionalen Zusammenhang, dy/dx = f(x, y), mit einer Anfangsbedingung y(x0) = y0, ist die Lösungskurve die Graphik der Funktion y = y(x) auf einem Intervall um x0; oft lässt sich sie auch durch eine implizite Gleichung F(x, y) = C beschreiben. In Phasenräumen, z. B. bei autonomen Systemen dx/dt = F(x, y), dy/dt = G(x, y), sind Lösungskurven Integralkurven des zugrunde liegenden Vektorfeldes und entsprechen Trajektorien des Systems.

Lösungskurven dienen der Veranschaulichung des Systemverhaltens, ermöglichen die Bestimmung von Gleichgewichtspunkten, deren Stabilität und das Grenzverhalten.

Beispiele: Für dy/dx = y ist y(x) = y0 e^{x - x0}; die Kurve zeigt exponentielles Wachstum. In einem

Die
qualitative
Analyse
nutzt
Phasenporträts,
Isozyklen
und
Trennlinien;
bei
fehlender
geschlossener
Lösung
liefern
numerische
Verfahren
wie
Euler-
oder
Runge-Kutta-Verfahren
approximierte
Lösungskurven.
einfachen
Schwingungssystem
dx/dt
=
y,
dy/dt
=
-x
ergeben
sich
im
Phasenraum
Kreisbahnen
um
den
Ursprung,
was
oscillatorisches
Verhalten
widerspiegelt.