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
10648
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
17973
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
10648
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: нет зарегистрированных пользователей


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