Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Математический анализ динамических моделей

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
2.24 Mб
Скачать

 

 

 

1,

t 0,

 

x (t) x(t 2)

12.

 

ξ,

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

1.

 

 

 

x(0)

 

 

13.

x (t) x(t 1),

t 0,

 

x(ξ) ξ,

ξ 0.

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 1),

14.

 

0,

ξ 0,

x(ξ)

 

 

1.

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 1),

15.

 

ξ,

ξ 0,

x(ξ)

 

 

1.

 

 

 

x(0)

 

 

16.

x (t) x(t 1) 1,

t 0,

 

x(ξ) 0,

 

ξ 0.

17.

x (t) x(t 1),

t 0,

 

x(ξ) 1 ξ,

ξ 0.

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 1),

18.

 

ξ,

ξ 0,

x(ξ)

 

 

1.

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

t,

t 0,

 

x (t) x(t 1)

30.

 

ξ,

 

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

x(0)

 

 

 

31.

x (t) x(t 1),

 

t 0,

 

x(ξ) ξ,

 

ξ 0.

 

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 1) t,

32.

 

1,

 

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

 

0.

 

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 1),

 

33.

 

1,

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

0.

 

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 1) 1,

34.

 

0,

 

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

x(0)

 

 

 

35.

x (t) x(t 1),

t 0,

 

x(ξ) 1,

 

ξ 0.

 

 

 

1,

t 0,

 

x (t) x(t 1)

36.

 

0,

 

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

x(0)

 

 

 

Упражнение 8. Решить следующие задачи Коши. Найти передаточную функцию.

1.

x (t) x(t π/ 2),

t 0,

 

 

x(ξ) sin(ξ),

ξ 0.

 

2.

x (t) x(t π/ 2),

t 0,

 

 

x(ξ) cos(ξ),

ξ 0.

 

3.

x (t) x(t / 2) 2sin(t),

t 0,

 

x( ) cos( ),

 

0.

4.

x (t) x(t / 2) 2cos(t),

t 0,

 

x( ) sin( ),

 

0.

31

5.

x (t) x(t ) 0,

 

t 0,

 

x( ) cos( ) sin( ),

0.

6.

x (t) x(t / 2),

 

t 0,

 

x( ) cos( ) sin( ),

0.

7.

x (t) x(t / 2) 0,

t 0,

 

x( ) sin( ),

 

 

0.

8.

x (t) x(t / 2) 0,

t 0,

 

x( ) cos( ),

 

 

0.

9.

x (t) x(t ),

t 0,

 

 

x( ) cos( ),

0.

 

10.

x (t) x(t ),

t 0,

 

 

x( ) sin( ),

0.

 

11.

x (t) x(t ),

 

 

t 0,

 

x( ) cos( ) sin( ),

0.

12.

x (t) x(t 2 ),

t 0,

 

x( ) cos( ),

 

0.

13.

x (t) x(t 2 ),

t 0,

 

x( ) sin( ),

 

0.

14.

x (t) x(t) x(t 1) 1,

t 0,

 

x( ) 2 1,

 

 

0.

15.

x (t) x(t / 2),

 

t 0,

 

x( ) cos( ) sin( ),

0.

16.

x (t) x(t 2 ),

 

t 0,

 

x( ) cos( ) sin( ),

0.

17.x (t)

x( )

18.x (t)

x( )

e x(t 1),

t 0,

e ,

0.

2x(t ln(2)),

t 0,

e ,

 

0.

32

19.

x (t) x(t 2 ) 2cos(t),

 

t 0,

 

 

 

x( ) cos( ),

 

 

0.

 

 

20.

x (t) x(t 2 ) 2sin(t),

 

t 0,

 

 

 

x( ) sin( ),

 

 

0.

 

 

21.

x (t) x(t 2 ) 2(cos(t) sin(t)),

t 0,

 

x( ) cos( ) sin( ),

 

 

 

 

 

0.

22.

x (t) x(t / 2) 2cos(t),

 

t 0,

 

 

 

x( ) sin( ),

 

 

0.

 

 

23.

x (t) x(t / 2) 2sin(t),

t 0,

 

 

 

x( ) cos( ),

 

 

0.

 

24.

x (t) x(t ) cos(t) sin(t),

t 0,

 

 

x( ) sin( ),

 

 

 

0.

 

25.

x (t) x(t ) cos(t) sin(t),

t 0,

 

x( ) cos( ),

 

 

 

0.

26.

x (t) x(t ) 2sin(t),

 

t 0,

 

 

 

 

x( ) cos( ) sin( ),

 

0.

 

 

27.

x (t) x(t ) cos(t) sin(t),

t 0,

 

 

x( ) sin( ),

 

 

 

0.

 

28.

x (t) x(t ) cos(t) sin(t),

t 0,

 

 

x( ) cos( ),

 

 

 

0.

 

29.

x (t) x(t ) 2cos(t),

t 0,

 

 

 

 

x( ) cos( ) sin( ),

0.

 

 

 

30.

x (t) x(t 2 ) cos(t) sin(t),

t 0,

 

x( ) sin( ),

 

 

 

0.

31.

x (t) x(t 2 ) cos(t) sin(t),

t 0,

 

x( ) cos( ),

 

 

 

 

0.

32.

x (t) x(t 2 ) 2sin(t),

 

 

t 0,

 

 

 

x( ) cos( ) sin( ),

 

 

0.

 

 

33

33.

x (t) x(t 2 ) cos(t) sin(t),

t 0,

 

 

x( ) cos( ),

 

0.

34.

x (t) x(t 2 ) cos(t) sin(t),

t 0,

 

 

x( ) sin( ),

 

0.

35.

x (t) x(t / 2) 2sin(t),

t 0,

 

 

x( ) cos( ) sin( ),

0.

 

36.

x (t) x(t / 2) 2(sin(t) cos(t)),

t 0,

 

x( ) cos( ) sin( ),

 

 

0.

Упражнение 9. Решить следующие задачи Коши.

3x(t 2) 2x(t 1) 8x(t) 0, 1. x(0) 1, x(1) 1.

2. 4x(t 2) 8x(t 1) 5x(t) 0,

x(0)

0, x(1) 1.

3. x(t 2) 4x(t 1) x(t) 0,

x(0)

1, x(1) 0.

x(t 2) 2x(t 1) 2x(t) 0,

4.x(0) 2, x(1) 0.

x(t 2) 4x(t 1) 3x(t) 0,

5.x(0) 0, x(1) 2.

x(t 2) 2x(t 1) x(t) 0,

6.x(0) 1, x(1) 1.

7. x(t 2) 2x(t 1) x(t) 0,

x(0)

1, x(1) 0.

8. x(t 2) x(t) 0,

x(0)

0, x(1) 1.

2x(t 2) 2x(t 1) x(t) 0, 9. x(0) 2, x(1) 0.

8x(t 2) 2x(t 1) x(t) 0, 10.

x(0) 0, x(1) 2.

19.

x(t 2) 3x(t 1) 2x(t) 0,

 

x(0)

1, x(1) 1.

20.

x(t 2) 5x(t 1) 6x(t) 0,

 

x(0)

0, x(1) 1.

21.x(t 2) 2x(t 1) x(t) 0,

x(0) 4, x(1) 5.

22.x(t 2) 6x(t 1) 5x(t) 0,

x(0) 0, x(1) 1.

23.

x(t 2)

3x(t 1) 2x(t) 0,

 

x(0)

1, x(1) 0.

24.

x(t 2)

x(t 1) x(t) 0,

 

x(0)

0, x(1) 1.

25.

3x(t 2) 5x(t 1) 3x(t) 0,

 

x(0) 0, x(1) 1.

26.

x(t 2)

3x(t 1) 4x(t) 0,

 

x(0)

1, x(1) 1.

27.2x(t 2) 5x(t 1) 2x(t) 0,

x(0) 2, x(1) 0.

28.x(t 2) 4x(t 1) 5x(t) 0,

x(0) 0, x(1) 1.

34

11.

4x(t 2) 4x(t 1) x(t) 0,

 

x(0) 1, x(1) 1.

12.

x(t 2)

6x(t 1) 7x(t) 0,

 

x(0)

0, x(1) 1.

13.

x(t 2)

2x(t 1) 5x(t) 0,

 

x(0)

1, x(1) 0.

14.

x(t 2)

x(t 1) x(t) 0,

 

x(0)

1, x(1) 2.

15.x(t 2) 4x(t 1) 4x(t) 0,

x(0) 2, x(1) 0.

16.x(t 2) 3x(t 1) 10x(t) 0,

x(0) 3, x(1) 1.

17.x(t 2) x(t 1) x(t) 0,

x(0) 1, x(1) 1.

 

 

 

1)

x(t) 0,

18.

x(t 2) 3x(t

 

1/2, x(1)

 

3/2.

 

x(0)

 

 

 

 

 

 

29. x(t 2) 2x(t 1) 10x(t) 0,x(0) 1, x(1) 1.

30.x(t 2) 4x(t) 0,

x(0) 2, x(1) 2.

31.x(t 2) 2x(t 1) 5x(t) 0,

x(0) 0, x(1) 1.

32.x(t 2) 9x(t) 0,

x(0) 1, x(1) 3.

33.x(t 2) 5x(t 1) 6x(t) 0,

x(0) 1, x(1) 1.

34. 3x(t 2)

9x(t) 0,

x(0) 0,

x(1) 1.

35.x(t 2) 2x(t 1) 3x(t) 0,

x(0) 2, x(1) 0.

36.x(t 2) x(t 1) 2x(t) 0,

x(0) 1, x(1) 0.

Упражнение 10. Решить следующие задачи Коши.

x(t 2) x(t 1) 2x(t) 1,

1.x(0) 1, x(1) 0.

2.

3.

4.

5.

6.

x(t 2) 9x(t) 3t , x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 2x(t 1) 2x(t) t, x(0) 0, x(1) 1.

x(t 2) 6x(t 1) 9x(t) 3t , x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) x(t 1) 6x(t) ( 1)t , x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) x(t) 2, x(0) 0, x(1) 1.

35

x(t 2) 4x(t 1) 5x(t) 4,

7.x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 2x(t 1) 10x(t) 2 t,

8.x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 4x(t) t 1,

9.x(0) 0, x(1) 0.

10.x(t 2) 2x(t 1) 2x(t) 8,x(0) 1, x(1) 0.

11. x(t 2) x(t) t,x(0) 0, x(1) 1.

12.x(t 2) 2x(t 1) x(t) 1,

x(0) 0, x(1) 0.

13.x(t 2) 2x(t 1) x(t) t,

x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 2x(t 1) x(t) 32 3t ,

x(0) 0, x(1) 0.

15.x(t 2) x(t) sin(t),

x(0) 0, x(1) 1.

x(t 2) 4x(t 1) 4x(t) 3t ,

x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 5x(t 1) 6x(t) 2 4t ,

x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 3x(t 1) 4x(t) ( 1)t ,

x(0) 0, x(1) 0.

19.2x(t 2) 5x(t 1) 2x(t) cos(πt /3),

x(0) 0, x(1) 0.

36

x(t 2) 3x(t 1) 2x(t) 2t ,

x(0) 0, x(1) 0.

21.x(t 2) x(t) 4t,

x(0) 0, x(1) 4.

22.x(t 2) 2x(t 1) 5x(t) t,

x(0) 0, x(1) 0.

23.x(t 2) 3x(t 1) 2x(t) t,

x(0) 0, x(1) 0.

24.x(t 2) 2x(t 1) 5x(t) t 1,

x(0) 0, x(1) 0.

25.x(t 2) 2x(t 1) 2x(t) t,

x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 2x(t 1) x(t) ( 1)t ,

x(0) 0, x(1) 0.

27.x(t 2) 9x(t) sinh(t),

x(0) 0, x(1) 0.

28.x(t 2) 9x(t) sinh(t),

x(0) 0, x(1) 0.

29.x(t 2) 4x(t 1) 5x(t) t 1,

x(0) 0, x(1) 0.

30.x(t 2) x(t 1) 2x(t) t 1,

x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 2x(t 1) x(t) ( 1)t ,

x(0) 0, x(1) 0.

32.x(t 2) x(t) sinh(t),

x(0) 1, x(1) 0.

37

33.

34.

35.

36.

x(t 2) x(t 1) 6x(t) 3t , x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 3x(t 1) 2x(t) 2t , x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 7x(t 1) 10x(t) 5t , x(0) 0, x(1) 0.

x(t 2) 4x(t 1) 3x(t) 3t , x(0) 0, x(1) 0.

Индивидуальное задание № 3

Исследование на устойчивость ЛОДУ, систем ЛОДУ, ЛРУ и ЛДРУ

Упражнение 1. Исследовать на устойчивость нулевое решение ЛОДУ: 1) методом Рауса – Гурвица; 2) методом Льенара – Шипара;

3)методом Михайлова.

1.x IV 5x 2x x 0

2.x(IV ) 4x 7x 6x 2x 0

3.x 5x 9x 5x 0

4.x(IV ) 2x x 2x 2x 0

5.x(IV ) 7x 17x 17x 6x 0

6.x 3x 12x 10x 0

7.x(IV ) 5x 18x 34x 20x 0

8.x(IV ) 7x 19x 23x 10x 0

9.x(IV ) 11x 41x 61x 30x 0

10.x(V ) 3x(IV ) 5x 15x 4x 12x 0

11.x(V ) 7x(IV ) 33x 88x 122x 60x 0

38

12.x(IV ) 2x 4x 3x 2x 0

13.x(IV ) 2x 3x 7x 2x 0

14.x(IV ) 2x 6x 5x 6x 0

15.x(IV ) 8x 14x 36x 45x 0

16.x(IV ) 13x 16x 55x 76x 0

17.x(IV ) 3x 26x 74x 85x 0

18.x(V ) 2x(IV ) 4x 6x 5x 4x 0

19.x(V ) 2x(IV ) 5x 6x 5x 2x 0

20.x(V ) 3x(IV ) 6x 7x 4x 4x 0

21.2x(IV ) 13x 28x 23x 6x 0

22.x(IV ) 4x 16x 24x 20x 0

23.x(V ) 13x(IV ) 43x 51x 40x 12x 0

24.x(IV ) x 8x x x 0

25.x(V ) 3x(IV ) 2x x 3x 2x 0

26.x(V ) x(IV ) x x x 0

27.x(V ) 13x(IV ) 43x 51x 40x 12x 0

28.x(IV ) 2x 4x x 0

29.x(V ) 4x(IV ) x x x 0

30.x(IV ) 5x 13x 19x 10x 0

31.x(V ) 4x(IV ) 16x 25x 13x 9x 0

32.x(V ) 3x(IV ) 10x 22x 23x 12x 0

33.x(V ) 5x(IV ) 15x 48x 44x 74x 0

34.x(V ) 2x(IV ) 14x 36x 23x 68x 0

35.x(IV ) 2x 3x 2x x 0

36.x(IV ) 12x x 2x x 0

39

Упражнение 2. Исследовать на устойчивость нулевое решение системы ЛОДУ, записанной в векторной форме: x Ax , где x – вектор, A – данная матрица: 1) методом Рауса – Гурвица; 2) методом Льенара – Шипара; 3) методом Михайлова.

 

1

1

1

 

1.

 

 

1

3

 

 

1

 

 

 

 

 

5

3

 

 

 

1

 

 

 

 

0

1

1

 

 

 

2.

 

3

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

3

 

3.

 

1

1

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

1

 

2

1

 

1

4.

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

0

4

1

 

 

 

5.

 

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

4

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

 

6.

 

1

1

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

1

0

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

0

 

1

7.

 

0

2

 

 

 

 

1

 

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

1

1

 

8.

 

1

0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

1

 

 

 

 

 

2

 

 

1

1

 

 

1

 

13.

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

1

 

 

1

 

14.

 

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

12

 

4

 

15.

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

12

 

6

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

0

 

 

16.

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

1

 

1

 

 

17.

 

1

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

5

 

 

18.

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

0

0

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

0

 

 

19.

 

1

2

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

2

 

2

 

 

 

20.

 

 

4

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

5

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0

1

1

25.

 

1

0

 

 

 

 

1

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

0

 

2

2

 

4

 

26.

 

2

 

1

2

 

 

 

 

 

 

5

 

2

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

0

 

 

27.

 

2

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

1

 

-2

 

 

 

28.

 

-1

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

8

 

0

 

 

 

29.

 

0

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

8

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

1

30.

 

1

5

 

 

 

 

1

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

3

21 8 19

31.18 7 1516 156

 

1

2

2

 

32.

 

2

1

2

 

 

 

 

 

3

2

3

 

 

 

 

40

Соседние файлы в папке книги