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reelle Lösungen komplexer Gl.: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:40 Do 06.12.2007
Autor: Grenzwert

Aufgabe
Wie komme ich von
[mm] p(x)=ce^{\bruch{2k\pi*ix}{L}}+de^{\bruch{-2k\pi*ix}{L}} [/mm]
auf
[mm] p(x)=A*cos(\bruch{2k\pi*x}{L}) [/mm] + [mm] B*sin(\bruch{2k\pi*x}{L}) [/mm]
wobei A,B [mm] \in \IR [/mm]

Hallo zusammen
Ich habe eine kleine Frage und zwar ging ich unseren Skript durch und verstehe nun nicht mehr ganz, was wir bei folgendem Schritt geacht haben:
Gegeben ist eine L periodische Gleichung
[mm] p(x)=ce^{\bruch{2k\pi*ix}{L}}+de^{\bruch{-2k\pi*ix}{L}} [/mm]
Nun interessieren wir uns nur für die reellwertigen Lösungen, also kann man die Exponentialfunktion doch umschreiben
[mm] e^{i\phi}=cos(\phi)+i*sin(\phi) [/mm]

also wäre das bei obiger Gleichung:
[mm] p(x)=c(cos(\bruch{2k\pi*x}{L})+i*sin(\bruch{2k\pi*x}{L})) [/mm] + [mm] d(cos(\bruch{-2k\pi*x}{L})+i*sin(\bruch{-2k\pi*x}{L})) [/mm]
dann mal etwas geordnet:
[mm] p(x)=(c+d)(cos(\bruch{2k\pi*x}{L})+cos(\bruch{-2k\pi*x}{L})) [/mm] + [mm] 2i(c+d)(sin(\bruch{2k\pi*x}{L})+sin(\bruch{-2k\pi*x}{L})) [/mm]
da cos gerade und sinus ungerade
[mm] p(x)=2(c+d)(cos(\bruch{2k\pi*x}{L}) [/mm]
wenn ich nun der Übersichtlichkeit halber A als 2(c+d) definiere, folgt:
[mm] p(x)=A*cos(\bruch{2k\pi*x}{L}) [/mm]

Die Lösung die ich mir notiert habe ist jedoch
[mm] p(x)=A*cos(\bruch{2k\pi*x}{L}) [/mm] + [mm] B*sin(\bruch{2k\pi*x}{L}) [/mm]
wobei A,B [mm] \in \IR [/mm]

Nun weiss ich nicht, was ich falsch gemacht habe. Könnte mir evt jemand einen Tipp geben? Wäre sehr dankbar.. =)
Liebste Grüsse Grenzwert

        
Bezug
reelle Lösungen komplexer Gl.: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:51 Do 06.12.2007
Autor: rainerS

Hallo!

> Wie komme ich von
> [mm]p(x)=ce^{\bruch{2k\pi*ix}{L}}+de^{\bruch{-2k\pi*ix}{L}}[/mm]
>  auf
>  [mm]p(x)=A*cos(\bruch{2k\pi*x}{L}) + B*sin(\bruch{2k\pi*x}{L})[/mm]
>  wobei A,B [mm]\in \IR[/mm]
>  Hallo zusammen
>  Ich habe eine kleine Frage und zwar ging ich unseren
> Skript durch und verstehe nun nicht mehr ganz, was wir bei
> folgendem Schritt geacht haben:
>  Gegeben ist eine L periodische Gleichung
>  [mm]p(x)=ce^{\bruch{2k\pi*ix}{L}}+de^{\bruch{-2k\pi*ix}{L}}[/mm]
>  Nun interessieren wir uns nur für die reellwertigen
> Lösungen, also kann man die Exponentialfunktion doch
> umschreiben
>  [mm]e^{i\phi}=cos(\phi)+i*sin(\phi)[/mm]
>  
> also wäre das bei obiger Gleichung:
>  [mm]p(x)=c(cos(\bruch{2k\pi*x}{L})+i*sin(\bruch{2k\pi*x}{L})) + d(cos(\bruch{-2k\pi*x}{L})+i*sin(\bruch{-2k\pi*x}{L}))[/mm]
>  dann mal etwas geordnet:
>  
> [mm]p(x)=(c+d)(cos(\bruch{2k\pi*x}{L})+cos(\bruch{-2k\pi*x}{L})) + 2i(c+d)(sin(\bruch{2k\pi*x}{L})+sin(\bruch{-2k\pi*x}{L}))[/mm]

[notok] Da hast du zuviel ausgeklammert:

[mm] p(x) = \left(c*\cos(\bruch{2k\pi*x}{L})+d*\cos(\bruch{-2k\pi*x}{L})\right) + i\left(c*\sin(\bruch{2k\pi*x}{L})+d\sin(\bruch{-2k\pi*x}{L})\right)[/mm]

>  da cos gerade und sinus ungerade
>  [mm]p(x)=2(c+d)(cos(\bruch{2k\pi*x}{L})[/mm]

[notok]

[mm] p(x) = (c+d)\cos(\bruch{2k\pi*x}{L}) + i(c-d)\sin(\bruch{2k\pi*x}{L})[/mm]

Das ist nur dann reell, wenn [mm]d=\overline{c}[/mm]. (Auch nicht weiter verwunderlich, da

[mm] e^{\bruch{-2k\pi*ix}{L}} = \overline{e^{\bruch{+2k\pi*ix}{L}}} [/mm]

und die Summe zweier einander konjugiert komplexer Zahlen reell ist.)

Viele Grüße
   Rainer

Bezug
                
Bezug
reelle Lösungen komplexer Gl.: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:58 Do 06.12.2007
Autor: Grenzwert

Uiuiui..
Vielen Dank!! Da hab ich ja einiges etwas zu schnell gemacht.. :s
Die Korrekturen sind mir völlig klar, was für ein Schussel ich doch bin!
Nur dann bei der Endform:

> [mm]p(x) = (c+d)\cos(\bruch{2k\pi*x}{L}) + i(c-d)\sin(\bruch{2k\pi*x}{L})[/mm]
>  

Damit ich auf die Form [mm] p(x)=A*cos(\bruch{2k\pi*x}{L})+B*sin(\bruch{2k\pi*x}{L}) [/mm] komme mit [mm] A,B\in\IR [/mm] geht man da stillschweigend davon aus, dass [mm]d=\overline{c}[/mm]?

Ich denke schon, oder? Man definiert B einfach als reelle Zahl und die Bedingungen an i(c-d) sind dadurch gegeben, auch wenn nicht explizit formuliert/hingechrieben..

Ich bin echt sehr dankbar für die Hilfe! Scheine es jetzt tatsächlich zu verstehen.. Hoffe mein Gefühl täuscht mich nicht ;)
lg Grenzwert

Bezug
                        
Bezug
reelle Lösungen komplexer Gl.: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:54 Do 06.12.2007
Autor: rainerS

Hallo!

> Damit ich auf die Form
> [mm]p(x)=A*cos(\bruch{2k\pi*x}{L})+B*sin(\bruch{2k\pi*x}{L})[/mm]
> komme mit [mm]A,B\in\IR[/mm] geht man da stillschweigend davon aus,
> dass [mm]d=\overline{c}[/mm]?

Nein nicht stillschweigend. Das ist äquivalent zur Bedingung [mm]A,B\in\IR[/mm], denn die ist äquivalent zu [mm]c+d \in \IR[/mm] und [mm]i(c-d)\in \IR[/mm], was zusammengefasst [mm]c=\overline{d}[/mm] ist.

Viele Grüße
   Rainer

Bezug
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