Processing math: 100%
Akademisyenler öncülüğünde matematik/fizik/bilgisayar bilimleri soru cevap platformu
2 beğenilme 0 beğenilmeme
900 kez görüntülendi
Ordinary, Linear, variable coefficient, 2nd order dif. eqn. Hoca ödev verdi. eigen value yi bulup çözebilirsiniz dedi. Fakat ne kadar uğraştıysam bir türlü sonuca ulaşamadım. yardımcı olursanız sevinirim. Teşekkür ederim. Kolay gelsin.

 

[x1(t)x2(t)]=[cos(2t)1sin(2t)1sin(2t)cos(2t)][x1x2]

 

X(t)=A(t)X(t)
Akademik Matematik kategorisinde (27 puan) tarafından 
tarafından düzenlendi | 900 kez görüntülendi

˙X(t) olarak ifade ettiğiniz şey X(t) mi?

evet hocam fiziksel gösterimi öyle

1 cevap

2 beğenilme 0 beğenilmeme

Eger soru soyle olsaydi (soruda typo olabilecegini dusunuyorum) biraz daha kolay olabilirdi. Not: Butun adimlar Mathematica ile hesaplandi. Malesef Mathematica analitik olarak cozemedi ama bazi baslangic degerleri icin numerik cozumler karsilastirildi.

 

X(t)=A(t)X(t)

 

A(t)=[cos(2t)1sin(2t)1sin(2t)cos(2t)]

 

 

Bu durumda t0A(s)ds=t0[cos(2s)1sin(2s)1sin(2s)cos(2s)]ds=[sin(t)cos(t)tsin2(t)tsin2(t)sin(t)cos(t)] olmak uzere

 

 

A(t)t0A(s)ds=[cos(2t)1sin(2t)1sin(2t)cos(2t)][sin(t)cos(t)tsin2(t)tsin2(t)sin(t)cos(t)]

 

 

=[(cos(t)sin(t))(tsin(t)+sin(t)+tcos(t))[tsin2(t)]cos(2t)sin(t)(sin(2t)1)cos(t)[tsin2(t)]cos(2t)sin(t)(sin(2t)1)cos(t)(cos(t)sin(t))(tsin(t)+sin(t)+tcos(t))]

 

 

t0A(s)dsA(t)=[sin(t)cos(t)tsin2(t)tsin2(t)sin(t)cos(t)][cos(2t)1sin(2t)1sin(2t)cos(2t)]

 

 

 

=[(cos(t)sin(t))(tsin(t)+sin(t)+tcos(t))[tsin2(t)]cos(2t)sin(t)(sin(2t)1)cos(t)[tsin2(t)]cos(2t)sin(t)(sin(2t)1)cos(t)(cos(t)sin(t))(tsin(t)+sin(t)+tcos(t))]

 

 

 

A(t)t0A(s)ds=t0A(s)dsA(t) olur ve bu durumda temel matris su sekilde verilir.

 

 

Φ(t)=et0A(s)ds=e[sin(t)cos(t)tsin2(t)tsin2(t)sin(t)cos(t)]

 

Eger matrisimiz kosegen olsaydi soyle bir kolayligimiz olurdu

 

e[d100d2]=[ed100ed2]

 
 

Sansliyiz ki B=[sin(t)cos(t)tsin2(t)tsin2(t)sin(t)cos(t)] matrisimiz simetrik ve butun simetrik matrisler kosegenlestirilebilir. O zaman hadi kosegenlestirelim.

 Once ozdegerleri bulalim.

 

|BλI|=|sin(t)cos(t)λtsin2(t)tsin2(t)sin(t)cos(t)λ|=0

 

λ22λsin(t)cos(t)sin4(t)+2tsin2(t)+sin2(t)cos2(t)t2=0

 

λ1=12(2t+sin(2t)cos(2t)+1),λ2=12(2t+sin(2t)+cos(2t)1)

 

λ1=12(2t+sin(2t)cos(2t)+1):(Bλ1I)V=0

 

[12(2t+cos(2t)1)tsin2(t)tsin2(t)12(2t+cos(2t)1)][v1v2]=[00]

 

 

 

[v1v2]=[11]

 

λ2=12(2t+sin(2t)+cos(2t)1):(Bλ2I)V=0

 

[12(2tcos(2t)+1)tsin2(t)tsin2(t)12(2tcos(2t)+1)][v3v4]=[00]

 
 

[v3v4]=[11]

 

 

Simdi P=[v1v3v2v4]=[1111] olarak tanimlayalim ve

 

 

P1=12[1111] olur.

 
 

D=P1[t0A(s)ds]P

 

 

=12[1111][sin(t)cos(t)tsin2(t)tsin2(t)sin(t)cos(t)][1111]

 

 

D=[tsin2(t)+sin(t)cos(t)00t+sin2(t)+sin(t)cos(t)]

 
 

PDP1=[t0A(s)ds]PeDP1=et0A(s)ds

 
 

Φ(t)=et0A(s)ds=PeDP1

 

 

=Pe[tsin2(t)+sin(t)cos(t)00t+sin2(t)+sin(t)cos(t)]P1

 

 

=[1111][etsin2(t)+sin(t)cos(t)00et+sin2(t)+sin(t)cos(t)]12[1111]

 

 

Φ(t)=[12[e2t+e2sin2(t)]etsin2(t)+sin(t)cos(t)12[e2te2sin2(t)]etsin2(t)+sin(t)cos(t)12[e2te2sin2(t)]etsin2(t)+sin(t)cos(t)12[e2t+e2sin2(t)]etsin2(t)+sin(t)cos(t)]

 

 

X(t)=Φ(t)C

 
 

[x1(t)x2(t)]=[12[e2t+e2sin2(t)]etsin2(t)+sin(t)cos(t)12[e2te2sin2(t)]etsin2(t)+sin(t)cos(t)12[e2te2sin2(t)]etsin2(t)+sin(t)cos(t)12[e2t+e2sin2(t)]etsin2(t)+sin(t)cos(t)][C1C2]

 

 

[C1C2]=[12] baslangic degerleri icin cozumler.

 

(2.9k puan) tarafından 
tarafından düzenlendi
umarım soru sahibi hayattadır ^^
20,316 soru
21,873 cevap
73,591 yorum
2,892,601 kullanıcı