Differenciálegyenlet rendszerek

Hasonló dokumentumok
Modellek és Algoritmusok - 2.ZH Elmélet

MODELLEK ÉS ALGORITMUSOK ELŐADÁS

3. Lineáris differenciálegyenletek

1.7. Elsőrendű lineáris differenciálegyenlet-rendszerek

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

Elhangzott tananyag óránkénti bontásban

Boros Zoltán február

Feladatok a Gazdasági matematika II. tárgy gyakorlataihoz

Vektorok, mátrixok, lineáris egyenletrendszerek

Differenciálegyenletek

Mátrix-exponens, Laplace transzformáció

differenciálegyenletek

3. előadás Stabilitás

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

Differenciálegyenletek

4. Lineáris rendszerek

Differenciálegyenletek numerikus megoldása

Differenciálegyenletek

Differenciálegyenletek gyakorlat Matematika BSc II/2, elemző szakirány

y + a y + b y = r(x),

Bevezetés az algebrába 2 Differencia- és differenciálegyenlet-rendszerek

9. Előadás. (9. előadás) Lineáris egyr.(3.), Sajátérték április / 35

Differenciálegyenletek. Vajda István március 4.

λx f 1 (x) e λx f 2 (x) λe λx f 2 (x) + e λx f 2(x) e λx f 2 (x) Hasonlóan általában is elérhető sorműveletekkel, hogy csak f (j)

2. Hogyan számíthatjuk ki két komplex szám szorzatát, ha azok a+bi alakban, illetve trigonometrikus alakban vannak megadva?

Lineáris leképezések (előadásvázlat, szeptember 28.) Maróti Miklós, Kátai-Urbán Kamilla

5. Differenciálegyenlet rendszerek

Az előadásokon ténylegesen elhangzottak rövid leírása

Matematika II. 1 sin xdx =, 1 cos xdx =, 1 + x 2 dx =

Bevezetés az algebrába 2

valós számot tartalmaz, mert az ilyen részhalmazon nem azonosság.

sin x = cos x =? sin x = dx =? dx = cos x =? g) Adja meg a helyettesítéses integrálás szabályát határozott integrálokra vonatkozóan!

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

Numerikus módszerek 1.

Matematika szigorlat, Mérnök informatikus szak I máj. 12. Név: Nept. kód: Idő: 1. f. 2. f. 3. f. 4. f. 5. f. 6. f. Össz.: Oszt.

Matematika III. harmadik előadás

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

12. Mikor nevezünk egy részhalmazt nyíltnak, illetve zártnak a valós számok körében?

Folytonos rendszeregyenletek megoldása. 1. Folytonos idejű (FI) rendszeregyenlet általános alakja

Differenciálegyenletek gyakorlat Matematika BSc II/2, elemző szakirány

Matematika (mesterképzés)

HÁZI FELADATOK. 2. félév. 1. konferencia Komplex számok

Vektorterek. =a gyakorlatokon megoldásra ajánlott

Megoldások MATEMATIKA II. VIZSGA (VK) NBT. NG. NMH. SZAKOS HALLGATÓK RÉSZÉRE (Kérjük, hogy a megfelelő szakot jelölje be!

Differenciálegyenletek gyakorlat december 5.

Matematika II képletek. 1 sin xdx =, cos 2 x dx = sh 2 x dx = 1 + x 2 dx = 1 x. cos xdx =,

A legjobb közeĺıtés itt most azt jelentette, hogy a lineáris

0-49 pont: elégtelen, pont: elégséges, pont: közepes, pont: jó, pont: jeles

JPTE PMMFK Levelező-távoktatás, villamosmérnök szak

Differenciaegyenletek

Differenciálegyenletek megoldása próbafüggvény-módszerrel

5. Lineáris rendszerek

Feladatok a Diffrenciálegyenletek IV témakörhöz. 1. Határozzuk meg következő differenciálegyenletek általános megoldását a próba függvény módszerrel.

Tamás Réka. Másodrendű közönséges differenciálegyenletek és szerepük a numerikus modellezésben

Gauss-Jordan módszer Legkisebb négyzetek módszere, egyenes LNM, polinom LNM, függvény. Lineáris algebra numerikus módszerei

Differenciálegyenletek Oktatási segédanyag

4. Laplace transzformáció és alkalmazása

Császár Szilvia. Exponenciális dichotómia

Matematika szigorlat június 17. Neptun kód:

MÉSZÁROS JÓZSEFNÉ, NUMERIKUS MÓDSZEREK

RENDSZERTECHNIKA 8. GYAKORLAT

Bevezetés az algebrába 2

Meghatározás: Olyan egyenlet, amely a független változók mellett tartalmaz egy vagy több függvényt és azok deriváltjait.

Elhangzott gyakorlati tananyag óránkénti bontásban. Mindkét csoport. Rövidítve.

Lineáris algebra numerikus módszerei

Differenciálegyenletek gyakorlat Földtudomány szak III/1 Mincsovics Miklós Emil

Matematika A3 1. ZH+megoldás

1. Számsorok, hatványsorok, Taylor-sor, Fourier-sor

1. Generátorrendszer. Házi feladat (fizikából tudjuk) Ha v és w nem párhuzamos síkvektorok, akkor generátorrendszert alkotnak a sík vektorainak

17. előadás: Vektorok a térben

Nemlineáris programozás 2.

LINEÁRIS ALGEBRA. matematika alapszak. Euklideszi terek. SZTE Bolyai Intézet, őszi félév. Euklideszi terek LINEÁRIS ALGEBRA 1 / 40

Matematika III előadás

Losonczi László. Debreceni Egyetem, Közgazdaság- és Gazdaságtudományi Kar

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

6. feladatsor: Inhomogén lineáris differenciálegyenletek (megoldás)

Matematika I. Vektorok, egyenesek, síkok

Tartalom. Állapottér reprezentációk tulajdonságai stabilitás irányíthatóság megfigyelhetőség minimalitás

1.9. B - SPLINEOK B - SPLINEOK EGZISZTENCIÁJA. numerikus analízis ii. 34. [ a, b] - n legfeljebb n darab gyöke lehet. = r (m 1) n = r m + n 1

15. LINEÁRIS EGYENLETRENDSZEREK

Közönséges differenciálegyenletek

Matematika A1a Analízis

Differenciálegyenletek december 13.

Analízis II. Analízis II. Beugrók. Készítette: Szánthó József. kiezafiu kukac gmail.com. 2009/ félév

y = y 0 exp (ax) Y (x) = exp (Ax)Y 0 A n x n 1 (n 1)! = A I + d exp (Ax) = A exp (Ax) exp (Ax)

Bevezetés az állapottér-elméletbe Dinamikus rendszerek állapottér reprezentációi

1. Homogén lineáris egyenletrendszer megoldástere

Vektorterek. Több esetben találkozhattunk olyan struktúrával, ahol az. szabadvektorok esetében, vagy a függvények körében, vagy a. vektortér fogalma.

6. gyakorlat. Gelle Kitti. Csendes Tibor Somogyi Viktor. London András. jegyzetei alapján

Fraktálok. Kontrakciók Affin leképezések. Czirbusz Sándor ELTE IK, Komputeralgebra Tanszék. TARTALOMJEGYZÉK Kontrakciók Affin transzformációk

Explicit hibabecslés Maxwell-egyenletek numerikus megoldásához

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

Definíció Függvényegyenletnek nevezzük az olyan egyenletet, amelyben a kiszámítandó ismeretlen egy függvény.

6. Előadás. Megyesi László: Lineáris algebra, oldal. 6. előadás Bázis, dimenzió

Differenciál egyenletek (rövid áttekintés)

Többváltozós Függvények Analízise; Differenciálegyenletek Tantárgyi tájékoztató, 2014/2015 tavaszi félév

1. Absztrakt terek 1. (x, y) x + y X és (λ, x) λx X. műveletek értelmezve vannak, és amelyekre teljesülnek a következő axiómák:

Sorozatok, sorok, függvények határértéke és folytonossága Leindler Schipp - Analízis I. könyve + jegyzetek, kidolgozások alapján

Lineáris egyenletrendszerek

Átírás:

Differenciálegyenlet rendszerek (A kezdeti érték probléma. Lineáris differenciálegyenlet rendszerek, magasabb rendű lineáris egyenletek.) Szili László: Modellek és algoritmusok ea+gyak jegyzet alapján Differenciálegyenleteknek 2 típusa van: 1. Közönséges diff.egyenletek (az ismeretlen egyváltozós függvény) explicit elsőrendű diff.egyenlet implicit elsőrendű diff.egyenlet magasabb rendű diff.egyenlet diff.egyenlet rendszer 2. Parciális diff.egyenletek (az ismeretlen többváltozós függvény) (ezekkel nem foglalkoztunk) A kezdeti érték probléma Feladat: Adott (Kezdeti érték probléma, vagy Cauchy feladat): n=1,2, ; (egyenletek száma) D RxR n tartomány (összefüggő, nyílt halmaz) f:d R n folytonos Keresünk olyan I R nyílt intervallumot és ϕ: I R n differenciálható (ezután: diffható) függvényt, hogy: 1) (t,ϕ(t)) D RxR n ( t I) 2) ϕ (t)=f(t,ϕ(t)) ( t I) Def.: A fenti feladatot explicit, elsőrendű közönséges diff.egyenletnek nevezzük. Az ilyen ϕ függvény a diff.egyenletrendszer megoldása az I intervallumon. Jelölések a feladatra: x (t) = f(t,x(t)) x = f o(id,x) (id:r R, t t f: a diff.egyenlet jobb oldala) Def.: Kezdeti-érték probléma Legyen [τ,ξ] D RxR n. Azt mondjuk, hogy a ϕ: I R n függvény az x = f o(id,x), x(τ)=ξ kezdeti-érték probléma megoldása, ha 1) az x = f o(id,x), diff.egyenletet megoldja I-n 2) ϕ(τ) = ξ (ϕ átmegy a (τ,ξ) ponton) (Ezután kezdeti érték probléma rövidítve: k.é.p.) - 1 -

K.é.p. megoldására vonatkozó legfontosabb kérdések: 1) A megoldás létezése 2) A megoldások egyértelműsége 3) A megoldások előállítása: pontos megoldás (megoldóképlet) közelítő megoldás 4) A megoldások függése (pl.) a kezdeti értéktől 5) Minőségi vizsgálatok: A megoldások bizonyos tulajdonságainak (pl.: periodicitás) vizsgálata a diff.egyenlet ismerete nélkül. 1. A megoldás létezése Tétel: Cauchy-Peano tétel f: D R n (D R R n tartomány), f folytonos (τ,ξ) D esetén x = f o(id,x), x(τ)=ξ k.é.p.-nak van megoldása. Lokális tétel: I R intervallum (τ I), hogy a diff.egyenletnek van megoldása I-n. 2. A megoldás egyértelműsége Def.: A k.é.p. megoldás globálisan egyértelmű, ha ϕ,ψ megoldásra: ϕ(t) = ψ(t) ( t (D ϕ D ψ ) 0) Tétel: A k.é.p. megoldása globálisan egyértelmű Ĩ R nyílt intervallum és ϕ:ĩ R n függvény, úgy hogy 1) ϕ megoldása a k.é.p.-nak 2) minden más megoldás ennek a leszűkítése Def.: Ha a x = f o(id,x), x(τ)=ξ k.é.p. megoldása globálisan egyértelmű, akkor a fenti tételben szereplő ϕ függvényt a k.é.p. teljes megoldásának nevezzük. Def.: A k.é.p. egy ϕ*: I* R n megoldás maximális megoldás, ha nincs olyan ϕ*-től különböző megoldás, amelyiknek a leszűkítése ϕ* lenne. Megjegyzés: Ha ϕ teljes megoldás ϕ maximális megoldás is. (fordítva nem igaz) Def.: Az x = f o(id,x), x(τ)=ξ k.é.p. lokálisan egyértelműen oldható meg, ha k(τ,ξ) D f ( R R n ), amelyre leszűkítve a k.é.p.-t az már globálisan egyértelmű oldható meg, azaz: k(τ,ξ) D f ( R R n ) x = F o(id,x), x(τ)=ξ k.é.p. globálisan egyértelműen oldható meg, ahol F:= f k(τ,ξ) - 2 -

Tétel: A k.é.p. megoldása lokálisan egyértelmű τ-t tartalmazó I R n nyílt intervallum, hogy ϕ,ψ megoldásra: I D f D ψ ϕ(t) = ψ(t) ( t I) Tétel: Tegyük fel hogy (τ,ξ) D f esetén az x = f o(id,x), x(τ)=ξ k.é.p. lokálisan egyértelműen oldható meg. Ekkor (τ,ξ) D f kezdeti-érték esetén a k.é.p. globálisan is egyértelműen adható meg. Def.: Lipschitz-féle feltétel (a k.é.p. létezésére és lokális egyértelműségére) Tegyük fel, hogy az f: D R n (D f R R n tartomány). Az f függvény a (τ,ξ) D pontban a második változójában lokális Lipschitz-féle feltételnek tesz eleget, ha k(τ,ξ) D f és L τ,ξ >0: f(t,u)-f(t,ū) L τ,ξ u- ū ( (t,u), (t,ū) k(τ,ξ),. tetszőleges norma R n -en) Tétel: Elégséges feltétel a lokális Lipschitz-féle feltételre Tegyük fel, hogy: f: D R n (D f R R n tartomány). D konvex (= bármely két pontot összekötő szakaszt is tartalamazza D) f C 1 Ekkor (τ,ξ) D f -ben teljesül a lokális Lipschitz-féle feltétel. Alaptétel: Picard-Lindelöf Legyen f: D R n (D f R R n tartomány) és tegyük fel, hogy a. f folytonos b. (τ,ξ) D pontban f a második változójában lokális Lipschitz-féle feltételnek tesz eleget. Ekkor (τ,ξ) D esetén az x = f o(id,x), x(τ)=ξ k.é.p. lokálisan egyértelműen oldható meg. Következésképpen: minden k.é.p. globálisan is egyértelműen oldható meg. Megjegyzés: 1) Bizonyítás alapja a Banach-féle fixpont-tétellel 2) Létezést is állít a tétel (nem kell a Cauchy-Peano-ra hivatkozni) Lineáris differenciálegyenlet rendszerek Feladat: Adott: n N, I R nyílt intervallum A: R n n matrix értékű folytonos függvény b: R n vektor értékű folytonos függvény Keresünk olyan J I nyílt intervallumot és ϕ: J R n diff.ható. ϕ (t)= A(t) ϕ(t)+b(t) (t J) Lineáris diff.egyenletrendszer típusai: o Homogén egyenlet: x =Ax (b 0) o Inhomogén egyenlet: x =Ax+b Röviden: x (t)=a(t) x(t)+b(t) - 3 -

x 1 (t) a 11 (t) a 1n (t) x 1 (t) + b 1 (t)...... =......... x n (t) a n1 (t) a nn (t) x n (t) + b n (t) x 1 (t) = a 11 (t) x 1 (t) a 1n (t) x 1 (t) + b 1 (t).................. x n (t) = a n1 (t) x n (t) a nn (t) x n (t) + b n (t) K.é.p.: (τ,ξ) I R n x (t)=a(t)x(t)+b(t) x(τ)=ξ Tétel: Tegyük fel, hogy a fenti feltételek teljesülnek. Ekkor (τ,ξ) I R n esetén az x =Ax+b, x(τ)=ξ k.é.p. a) globálisan egyértelműen oldható meg b) a teljes megoldás értelmezési tartománya a teljes I intervallum 3. A megoldás előállítása 1. eset: homogén egyenlet: Az x =Ax homogén egyenlet megoldásai A tételből következik, hogy minden k.é.p.-re globálisan egyértelmű a megoldása és az értelmezési tartomány (ÉT) = I. M h : a teljes megoldások halmaza C(I, R n ) (I-n értelmezett R n beli folytonos függvények lineáris altere) Segédtétel: A {ϕ (i) i=1,2,,m} M h függvényrendszer lineárisan független t o I, hogy a {ϕ (i) (t o ) i=1,2,,m} R n vektorok lineárisan függetlenek. Tétel: M h altér C(I, R n ) lineáris térben és dim M h = n. Biz.: Altér, ugyanis ϕ (1), ϕ (2) megoldás, (ϕ (i) ) =Aϕ (i) (i=1,2) λ 1 ϕ (i) λ 2 ϕ (i) is megoldás. M h n dimenziós (τ I) (i=1,2,,n) x =Ax, x(τ)=e(i)= 0 0 i 1 0 0 az n db teljes megoldás lineárisan független és minden megoldás előállítható ezek lineáris kombinációjából. - 4 -

Def.: 1) x =Ax homogén egyenlet egy alaprendszerén az M h altér egy bázisát értjük. 2) Ha ϕ (1),, ϕ (n) a homogén egyenlet egy alaprendszere, akkor ϕ 1 (1) ϕ n (n) Φ :=... : I R n n ϕ n (1) ϕ n (n) mátrix értékű függvényt az x =Ax egyenlet alapmátrixának nevezzük. Megjegyzés: A ϕ (1),, ϕ (i) alaprendszer 1) ha lineárisan függetlenek 2) minden megoldás előáll ezek lineáris kombinációjából Állítás: Ha Φ az x =Ax homogén egyenlet alapmátrxa, akkor Φ (t)=a(t) Φ(t) matrix diff.egyenletet Φ kiegészíti. Tétel: A homogén egyenlet általános megoldása Tegyük fel, hogy ϕ (1), ϕ (2),, ϕ (n) az x =Ax egyenlet egy alaprendszere. Ekkor M h = { c i ϕ (i) c i R, i= 1,2,3,,n}= c 1 ={Φ c c = c 2 R n } c n 2. eset: Az x =Ax+b inhomogén egyenlet megoldásai Tétel: Jelölje M IH = {ψ 0 +ϕ ϕ M h }, azaz inhomogén ált. meo. = hom. egy. ált. meo.-a + inhom. egy. part. meo. ψ Φ c ψ 0 Biz.: ψ az inhomogén egyenlet tetszőleges megoldás: (ψ-ψ 0 ) =ψ -ψ 0 = Aψ+b (Aψ 0 +b) = A(ψ-ψ 0 ) azaz ψ-ψ 0 megoldása a homogén egyenletnek c R: ψ-ψ 0 = Φ c. Az inhomogén egyenlet egy partikuláris megoldásának előállítása: az állandók variálásnak módszere: A Lagrange-féle alapötlet: keressük ψ 0 t a köv alakban: ψ 0 -t=φ(t) c(t) (c R n ) ψ 0 (t) = Φ (t)c(t)+φ(t)c (t)=a(t) Φ(t)c(t)+Φ(t)c (t)=a(t) ψ 0 (t)+b(t) Φ(t)c (t) = b(t) ( Φ -1 (t) t-re, uis Φ alaprendszer + segédtétel) c (t) = Φ -1 (t) b(t) t c(t) = Φ -1 (s)b(s)ds a (a I tetszőleges) t ψ 0 (t) = Φ(t) Φ -1 (s)b(s)ds (t I) megoldása az inhomogén egyenletnek. a - 5 -

Tétel: Cauchy-formula, az inhomogén diff.egyenlet megoldóképlete Legyen Φ az x =Ax+b inhomogén egyenlet egy alapmátrixa. Ekkor (τ,ξ) I R n esetén x =Ax+b, x(τ)=ξ k.é.p. globálisan egyértelműen oldható meg. A teljes megoldás: ψ(t) =Φ(t) Φ -1 (τ) ξ+φ(t) = Φ -1 (s)b(s)ds t τ (t I) Megjegyzés: Változó együtthatós módszer a Φ alapmátrix előállítására. (azaz Ax nem állandó) esetben nincs általános Magasabb szintű lineáris egyenletek Feladat: Adott n N, h R R n R 1 folytonos (D h taromány) Keresünk: olyan I R nyílt intervallumot és ϕ:i R n-szer folytonosan deriválható függvényt, hogy: a) (t,ϕ(t),ϕ (t),, ϕ (n-1) (t)) D h (t I) b) ϕ (n) (t)=h(t,ϕ(t),ϕ (t),, ϕ (n-1) (t)) (t I) Def.: Ezt a feladatot n-edrendű explicit diff.egyenletnek nevezzük. Jelölés: y (n) (t) = h(t, y(t),, y (n-1) (t)) K.é.p. ezekre: (τ,ξ) R R n, (τ,ξ) D h y (n) (t) = h(t, y(t),, y (n-1) (t)) y(τ)=ξ 1, y (τ)=ξ 2,, y (n-1) (τ) =ξ n, ahol ξ:= (ξ 1,,ξ n ) Tétel: Átviteli elv y (n) (t) = h(t, y(t),, y (n-1) (t)) x (t)=f(t,x(t)), ahol f(t, u 1, u 2,, u n ) M Magasabbrendű R Rendszer ϕ 1 a) ha ϕ megoldása M-nek, akkor ψ = ϕ megoldása R-nek, és ϕ (n-1) ψ 1 b) ha ψ = megoldása R-nek az első komponense ψ 1 ( R R) megoldása M- nek. ψ n Ezért igaz: Tétel: Ha h R R n R 1 folytonos függvény, és a 2. változójában lokális Lipschitz-féle feltételnek tesz eleget, akkor (τ,ξ) D h esetén y (n) (t) = h(t, y(t),, y (n-1) (t)) y(τ)=ξ 1, y (τ)=ξ 2,, y (n-1) (τ) =ξ n, ahol ξ:= (ξ 1,,ξ n ) k.é.p. lokálisan és globálisan is egyértelműen oldható meg és minden teljes megoldás határtól határig halad. Általános alak: y (n) (t) + a n-1 y (n-1) (t)+ +a 1 y +a 0 y=b, ahol a i,b : I R adott folytonos függvények. Az egyenlet itt is lehet homogén (b 0) és inhomogén. - 6 -

Állandó együtthatós n-edrendű homogén, lineáris diff.egyenlet alaprendszerének előállítása Tétel: A homogén egyenlet alaprendszerének explicit előállítása 1) Ha a p(λ) karakterisztikus polinom gyökei valósak és különbozőek: λ 1, λ 2, λ n, akkor ϕ i (t) = e λit (t R, i=1,2,,n) alaprendszere a homogén egyenletnek. 2) Ha a λ a p(λ) karakterisztikus polinom s-szeres valós gyöke ϕ 1 (t) = e λt, ϕ 2 (t) =t e λt, ϕ 3 (t) =t 3 e λt,, ϕ s (t) =t s-1 e λt s db lineárisan független megoldása van 3) Ha λ=α+iβ C (β 0) komplex gyöke a karakterisztikus polinomnak, akkor ϕ 1 (t) = e αt cos βt ϕ 2 (t) = e αt sin βt a homogén egyenlet két lineárisan független megoldása. 4) Többszörös komplex gyök esetén is hasonlóan kezelhető: ha λ s-szeres komplex gyök 2s db lineárisan független valós megoldása adható meg Inhomogén egyenletek: Tétel: Állandók variálása n Legyen ϕ 1, ϕ 2,, ϕ n a homogén egyenlet egy alaprendszere. A ψ 0 (t)= c n (t)ϕ n (t) k=1 c 1 (t) függvény az inhomogén egyenlet egy megoldása, ha a c (t):= függvényre: 0 c n (t) Φ(t) c (t)= 0 teljesül, ahol 0 b(t) ϕ 1 (t) ϕ n (t) ϕ 1 (t) ϕ n (t) Φ(t) = Wronski-féle mátrix ϕ (n-1) 1(t) ϕ (n-1) n(t) Speciális jobb oldal: b(t)=p(t) e αt (c 1 sin βt+c 2 cosβt) az ilyen alakú függvényeket kvázipolinomoknak szokás nevezni Megjegyzés: Kvázipolinom deriváltja is kvázipolinom. Tétel: Próbafüggvény módszer polinom Tekintsük a következő egyenletet: y (n) (t) + a n-1 y (n-1) (t)+ +a 1 y +a 0 y= P(t) e αt (c 1 sin βt+c 2 cosβt) a i R, i=0,1, n-1, α,β R, P(t):polinom - 7 -

Legyen: µ:=α+iβ C 0, ha µ nem gyöke a homogén egyenlet karakterisztikus polinomjának k:= k, ha µ k-szoros gyök (k 1). Ez az ún. rezonancia eset. Ekkor az inhomogén egyenletnek van ilyen alakú megoldása: ψ 0 (t)= {G(t) e αt sinβt+h(t)e αt cosβt} t k G(t), H(t) polinomok; grad G, grad H gradp Tétel: Szuperpozíció elve Tegyük fel, hogy ψ 1 megoldása: y (n) (t) + a n-1 y (n-1) (t)+ +a 1 y +a 0 y=b 1 ψ 2 megoldása: y (n) (t) + a n-1 y (n-1) (t)+ +a 1 y +a 0 y=b 2 (ψ 1 +ψ 2 ) megoldja a y (n) (t) + a n-1 y (n-1) (t)+ +a 1 y +a 0 y= b 1 + b 2 Kapcsolat az alaprendszer előállítása és a sajátérték probléma között Tétel: Ha az A R n n mátrixnak van n db lineárisan független valós sajátvektora: s (1), s (2),, s (n) R n λ 1,λ 2, λ n valós (nem feltétlenül különböző) sajátértékek ϕ (k) (t) : s (k) e α kt (t R, k =1,2,,n) függvények az x =Ax egyenlet egy alaprendszere. - 8 -