Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Дифференциальные и интегральные уравнения.docx
Скачиваний:
4
Добавлен:
03.08.2019
Размер:
202.07 Кб
Скачать
  1. Случай :

корни характеристического уравнения действительны и различны

, Є R

(i= )

Один из коэффициентов может считаться = 1

Для корня системы частное решение :

: = * =

=

: = * =

=

: = * =

=

Можно показать, что эти функции создают фундаментальную систему :

= + +

= + +

= + +

  1. Случай :

Корни характеристического уравнения различные и среди них есть комплексные

= a+ ib

= a- ib

R

+ + x + =0

Вид частного решения в этой системе определяется также как и в случае 1

Замечание : вместо полученного частного решения можно взять их линейные комбинации

cos bx , sin bx

Корень a- i b не дает новых решений

Характеристическое уравнение имеет корень k ;

Кратность m (m =2,3)

а) m= 2 = (A + )

= (C + ) = (E + )

m=3 = (A + )

= (D + )

= (G + )

Это решение зависит от ’m’ производной постоянных A, B, C ,…, N определяемых методом неопределенного коэффициента

Выразить все коэффициенты через ’m’ полагается один из них равен 1, a остальные =0

Получится ’m’ линейно независимое частное решение системы (6.5)

§ 7 Понятие об устойчивости оду и систем оду Понятие о фразовом пространстве ду

В Евклидовом пространстве с прямоугольными координатами … решение системы :

= (t) = (t)

= (t, ,…, ) (i=1 , .., n) (7.1)

скорость точки

;

При интегрировании (7.1)

= F (t, x) (7.1a)

Динамическая система (7.1) определенная в заданный момент времени t в пространстве ,…, поле скоростей

Если векторно – функциональная зависимость явно то t векторные траектории могут не пересекаться

Если f не зависит от t , то поле скоростей стационарно.

Рассмотрим t как параметр полученный на фазе имеющей семейство окружностей с центром в начале координат

= F(t, x) (7.1a)

Фиксируя получим определенную траекторию

Причем различные присущи различным движениям

Фаза траектории состоит из 1 точки О которая называется точкой покоя (7.2)

Устойчивость по Ляпунову

При математическом описании различных процессов происходит некоторое округление , так как мы не учитываем факторы незначительно влияющие на процесс.

Возможно, что не учитываемые факторы сильно влияют на процесс, меняя его количественную и качественную характеристику

Во многих случаях можно указывать условия, при которых упрощение не возможно

Пусть некоторое явления описываются системой ДУ :

= ( t, )

( ) = o (i= ) (7.3)

Если решение не только устойчивое но и удовлетворяет условию:

lim │ (t) - =0 (7.5)

t

│ ( ) - │ < >0

- асимптатичная устойчивость

Заметим , что из условия (7.5) не следуете устойчивость решения = )

Из устойчивости решения не следует- его асимптатичности

Исследование на устойчивость решения системы (7.3) может быть сведено к исследованию на устойчивость тривиального решения

Тогда система (7.3)

= (t) (i =

= (t) (i = (7.6)

= + (t, + (t), + ,…, + (t)) (7.7)

Решение = (t) уравнения (7.7), которое мы исследовали на устойчивости в силу замены = - I (t) соответствует тривиальному решению (7.7)

Поэтому мы будем исследовать на устойчивости точку покоя, расположенную в начале координат.

Условия устойчивости точки покоя : =0 (i= )

Устойчивость в смысле Ляпунова если для каждой ε 0 можно подобрать δ; (ε) такое, что

То есть траектория начальная точка которой находится в точке окрестности начальной координаты при t T не выходит за пределы ε – окрестности начальной координаты.