Смекни!
smekni.com

Особливі точки рівняння (стр. 2 из 3)

Власний вектор (1; 1/2) матриці коефіцієнтів даної системи, відповідає власному числу

.

Далі, власний вектор

, що відповідає власному числу
, знаходимо, підставляючи в рівняння

значення

. Маємо

Власний вектор (1; - 1) матриці коефіцієнтів даної системи, відповідає власному числу

.

На площині

будуємо прямі, спрямовані вздовж власних векторів (1; 1/2) і (1; - 1), а потім будуємо гіперболи.

2. Другий спосіб побудови інтегральних кривих.

Знайдемо сепаратриси сідла, тобто прямі, що розділяють гіперболи різних типів, які є фазовими кривими системи (тобто асимптоти цих гіпербол).

Прямі, що проходять через особливу точку (0,0), шукаємо у вигляді

. Підставляючи
у вихідне рівняння

,

одержуємо рівняння для визначення коефіцієнта

Таким чином, маємо дві шукані прямі

,
.

3. Напрямок руху по траєкторіях. Для з'ясування напрямку руху по траєкторіях досить побудувати в якій-небудь точці

вектор швидкості
. Наприклад, у точках
та
вектор швидкості дорівнює

,
,

у точках

та
вектор швидкості дорівнює

,
,

у точках

та
вектор швидкості дорівнює

,
,

у точках

та
вектор швидкості дорівнює

,
.

Приблизний вид сім’ї інтегральних кривих зображено на рисунку 2.

Рис.2. Положення рівноваги й інтегральні криві [6]

3. Задача 2

Дослідити особливі точки рівняння. Накреслити інтегральні криві на площині XOY:

Розв’язання. Для дослідження особливої точки рівняння

треба знайти розв’язок характеристичного рівняння

У нас

,
,
,
. Складаємо характеристичне рівняння

і розв’язуємо його відносно

Розв’язки характеристичного рівняння дійсні, різні й одного знака.

Отже, особлива точка (0,0) - стійкий вузол (

).

1. Перший спосіб побудови інтегральних кривих.

Власний вектор

, що відповідає власному числу
, знаходимо, підставляючи в рівняння

значення

.

Власний вектор (2;

1) матриці коефіцієнтів даної системи, відповідає власному числу

.

Далі, власний вектор

, що відповідає власному числу
, знаходимо, підставляючи в рівняння

значення

.

Власний вектор (1; - 1) матриці коефіцієнтів даної системи, відповідає власному числу

.

На площині

будуємо прямі, спрямовані вздовж власних векторів (2;

1) і (1; - 1), а потім будуємо параболи й вказуємо напрямок руху по траєкторіях.

2. Другий спосіб побудови інтегральних кривих.

Прямі, що містять фазові криві системи, шукаємо у вигляді

.

Підставляючи

у вихідне рівняння

,

одержуємо рівняння для визначення коефіцієнта

:

Виходить, що

і
- шукані прямі.

Фазові криві - частини парабол, що дотикаються на початку координат прямої

. Параболи дотикаються саме прямої
, оскільки власний вектор (2;

1) матриці коефіцієнтів даної системи, що відповідає власному числу

, паралельний прямій
.

3. Напрямок руху по траєкторіях.

Для з'ясування напрямку руху по траєкторіях досить побудувати в якій-небудь точці

вектор швидкості
. Наприклад, у точці
вектор швидкості дорівнює

,