2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


Посмотреть правила форума



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Система ЛДУ с переменными коэффициентами
Сообщение13.08.2018, 22:07 
Аватара пользователя


12/02/11
127
Прошу помощи в решении такой задачи:
Два решения $\varphi$ и $\psi$ системы
$\left\{
\begin{array}{rcl}
dx/dt &=& x\cdot \ln(t)-y\cdot e^t \\
dy/dt &=& x\cdot \arctg(t)+y\\
\end{array}
\right.$
удовлетворяют начальным условиям:
$\varphi (1)=\begin{bmatrix}
1 \\
 2 
\end{bmatrix}$,

$\psi (1)=\begin{bmatrix}
3 \\
 4 
\end{bmatrix}$
найти значение их определителя Вронского при $t=3$

Проверила коммутативность матрицы $A(t)$ и ее интеграла - произведение не коммутативно. Вронскиан получается равным $W(t)=t^t$. Если я правильно понимаю, чтобы ответить на вопрос необходимо решить систему, затем задачу Коши, найти Вронскиан решений и подставить $t=3$. Но т.к. произведение матрицы $A(t)$ и ее интеграла некоммутативно, не знаю с какой стороны подойти. Прошу не подсказывать решение, а подсказать где можно посмотреть аналогичные примеры. Трудность состоит в том, что у меня нет материалов практических занятий, есть одни лекции и с материалом я пытаюсь разобраться самостоятельно по электронным учебникам. Примеры смотрю здесь http://www.math24.ru, но ничего похожего не нашла.

 Профиль  
                  
 
 Re: Система ЛДУ с переменными коэффициентами
Сообщение14.08.2018, 03:34 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/08
10910
Crna Gora
Проясните, пожалуйста, несколько моментов.
1) Известна ли Вам формула Лиувилля?
2) $W(t)=t^t$ — это Ваше выражение для какого вронскиана? системы векторных функций $\varphi(t), \psi(t)$ ? Довольно близко к истине, хоть всё же неверно: должно выполняться (но не выполняется)
$W(1)=1^1=\begin{vmatrix}1&3\\2&4\end{vmatrix}$
3) Но, допустим, $W(t)=t^t$ — это вполне правильное выражение. Почему Вы просто не подставите $t=3$ ?
4) Как Вы нашли вронскиан? Я теряюсь в догадках. :-) Вы точно не подсмотрели его в ответах, потому что он не совсем правильный. Вы точно не пользовались формулой Лиувилля, потому что с ней не остаётся никаких вопросов. И Вы точно не решали систему, потому что это нереально.

 Профиль  
                  
 
 Re: Система ЛДУ с переменными коэффициентами
Сообщение14.08.2018, 09:08 
Аватара пользователя


12/02/11
127
1) Формула Лиувилля известна
2) Вронскиан $W(t)=t^t$ получен как раз с помощью формулы Лиувилля-Остроградского из матрицы $A(t)$ системы уравнений, единственное, не стала выкладки приводить. Вот как нашла Вронскиан:
$W(t)=e^{\int\limits_{0}^{t}\operatorname{tr}(A(\tau))d\tau}=e^{t\cdot \ln(t)}=t^t$
где
$A(t)=\begin{pmatrix}
 \ln(t) & -e^t\\
 \arctg(t) & 1
\end{pmatrix}$
3) Подставляла, получила $27$, но тогда какая связь этого с начальными условиями для решений? К тому же ни с одним из предлагаемых вариантов не сходится. У меня цель не угадать, а понять. Поэтому я спрашиваю аналогичные примеры, а не решение этого.
4) В ответах мне негде подсматривать формулы, там числа. Систему пыталась решить - в первом посте писала, что произведение матрицы системы и ее интеграла оказалось некоммутативно. Было бы коммутативно, я бы тут ничего не спрашивала.

 Профиль  
                  
 
 Re: Система ЛДУ с переменными коэффициентами
Сообщение14.08.2018, 11:09 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
18013
Москва
tpm01 в сообщении #1332375 писал(а):
$W(t)=e^{\int\limits_{0}^{t}\operatorname{tr}(A(\tau))d\tau}=e^{t\cdot \ln(t)}=t^t$
Насколько мне помнится, в формуле Лиувилля ещё что-то есть. Вы не могли бы посмотреть у себя точный вид этой формулы?

 Профиль  
                  
 
 Re: Система ЛДУ с переменными коэффициентами
Сообщение14.08.2018, 12:52 
Аватара пользователя


12/02/11
127
О, спасибо, Someone, надо было мне внимательнее смотреть конспект, а не сайт http://www.math24.ru/линейные-системы-дифференциальных-уравнений-с-переменными-коэффициентами.html
Тогда, если не ошибаюсь, это будет:
$W(t)=W(t_0)\cdot e^{\int\limits_{0}^{t}\operatorname{tr}(A(\tau))d\tau}=W(t_0)\cdot e^{t\cdot \ln(t)}=W(t_0)\cdot t^t=\det \begin{pmatrix}
 1 & 3\\
2 & 4
\end{pmatrix}  \cdot t^t$
и т.д.
верно?

 Профиль  
                  
 
 Re: Система ЛДУ с переменными коэффициентами
Сообщение14.08.2018, 13:30 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/08
10910
Crna Gora
Уточните ещё нижний предел интегрирования.

 Профиль  
                  
 
 Re: Система ЛДУ с переменными коэффициентами
Сообщение14.08.2018, 15:06 
Аватара пользователя


12/02/11
127
а, спасибо от $t_0$

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Bing [bot]


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group