Матричный метод решения линейной однородной системы дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами




Пусть А обозначает матрицу из коэффициентов в правой части системы (1):

,

а решения у1, у2 (координаты коэффициентов радиуса – вектора) составляют матрицу – столбец , тогда систему (1) можно записать в матричной форме:

, (7)

где справа – произведение матриц.

Решение системы (7) ищем, используя собственные векторы и собственные значения матрицы А, т.е. в виде , где l - некоторое число (собственное значение), - собственный вектор.

Подставляем это решение в (7) и сокращая на , получим

. (8)

Система (8) в координатной форме имеет вид:

, (9)

который совпадает с видом системы (6).

Ограничимся случаем действительных различных корней характеристического уравнения матрицы:

. (10)

Пусть l1¹l2 – корни уравнения (10), система (7) допускает два линейно независимых частных решения . Общее решение системы (7) получится по формуле

= + или , где с 1, с 2 – произвольные константы.

Пример. Решить систему уравнений: ,

удовлетворяющую начальным условиям: х (0)=1, у (0)=4.

Решение. Выпишем матрицу А и найдем корни ее характеристического уравнения:

Находим координаты собственных векторов:

тогда собственный вектор .

тогда собственный вектор .

Общее решение системы:

= + или ,

подставляем начальные условия, находим с 1, с 2:

.

Складываем оба уравнения, имеем 5 с 2=5, с 2=1, 1= - с 1+4, с 1=3.

Частное решение системы:

.

Теоретические вопросы

1. В чем заключается метод исключения?

2. Какая система дифференциальных уравнений называется нормальной?

3. Какие системы решаются с помощью матричного метода?

ЛЕКЦИЯ 12:

ЧИСЛОВЫЕ РЯДЫ.

План лекции

1. Числовые ряды. Сходимость.

2. Простейшие свойства рядов.

3. Простейшие примеры точного суммирования.

4. Необходимое условие сходимости.

 

Числовой ряд — это числовая последовательность, рассматриваемая вместе с другой последовательностью, которая называется последовательностью частичных сумм (ряда).

Рассматриваются числовые ряды двух видов

· вещественные числовые ряды — изучаются в математическом анализе;

· комплексные числовые ряды — изучаются в комплексном анализе;

Важнейший вопрос исследования числовых рядов — это сходимость числовых рядов.

Числовые ряды применяются в качестве системы приближений к числам.

 

Определение

Операции над рядами

Критерий абсолютной сходимости

Определение понятия суммы

Сходимость числовых рядов

Необходимый признак сходимости ряда

Примеры

Теоретические вопросы

1. Что называется числовым рядом?

2. Как определяется n-мерная частичная сумма ряда?

3. Что называется суммой числового ряда?

ЛЕКЦИЯ 13:

СХОДИМОСТЬ РЯДОВ С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМИ ЧЛЕНАМИ

План лекции

1. Сходимость рядов с положительными членами.

2. Признак Даламбера.

3. Интегральный признак Коши.

4. Теоремы сравнения.

 

· Признак Даламбера

 

 

Признак сходимости д’Аламбера в предельной форме

Доказательство

Примеры


Теоретические вопросы

1. Как определяется понятие сходимости ряда?

2. В чем заключается необходимое условие сходимости ряда?

3. В чем преимущество исследования сходимости положительных рядов?

4. Сформулируйте признак Даламбера.

5. В чем заключается интегральный признак сходимости Коши?

ЛЕКЦИЯ 14:

ЗНАКОПЕРЕМЕННЫЕ РЯДЫ.

План лекции

1. Знакопеременные ряды. Абсолютная и условная сходимость.

2. Теорема Лейбница.

3. Функциональные последовательности и ряды.

4. Равномерная сходимость.

5. Теоремы Вейерштрасса о почленном дифференцировании функциональных рядов.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-05-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: