Глава. Линейные системы с постоянными коэффициентами.

ФСР ОСЛОДУ с постоянными коэффициентами.

(1) постоянная матрица, т.е.

Будем искать решение это системы в виде

Подставим в (1) получим : Поскольку , то . Если нас интересует нетривиальные решения, то должно быть нетривиальное решение ОСЛАУ (2) квадр ОСЛАУ (2) имеет нетривиальные решения

Опр. Уравнение называется характеристическим уравнением.

Известно, что в поле оно имеет n корней с учетом их кратности.

Замеч. Фактически являются соответственно СЗ и комп СВ ЛО, имеющего в некотором базисе матрицу А.

Получаем, что является нетривиальным решением ОСЛООДУ (1) является корнем характеристического уравнения, а соответственно СВ.

Построение ФСР ОСЛОДУ (1)

Все корни характеристического уравнения вещественны и различны. Т.е. имеем набор решений . Поскольку отвечают различным С, то они ЛНЗ. Покажем, что образуют ФСР ОСЛОДУ (1), т.е. является ЛНЗ на т.к. в столбцах det записаны координаты ЛНЗ векторов . ЛНЗ на всей это ФСР ОСЛОДУ (1)

Замеч. В рассматриваемом случае предполагалось, что А – вещественная матрица и была построена соответствующими вещ ФСР

Если А – комплексная матрица и все корни характеристического уравнения различны, то ФСР будет комплекснозначной. Тогда всевозможные ЛК элементов этой ФСР с комплексными коэффициентами дадут всевозможные комплексные решения ОСЛОДУ (1)

 

Вопрос 21.

(1) постоянная матрица, т.е.

Будем искать решение это системы в виде

Подставим в (1) получим : Поскольку , то . Если нас интересует нетривиальные решения, то должно быть нетривиальное решение ОСЛАУ (2) квадр ОСЛАУ (2) имеет нетривиальные решения

Опр. Уравнение называется характеристическим уравнением.

Известно, что в поле оно имеет n корней с учетом их кратности.

Замеч. Фактически являются соответственно СЗ и комп СВ ЛО, имеющего в некотором базисе матрицу А.

Получаем, что является нетривиальным решением ОСЛОДУ (1) является корнем характеристического уравнения, а соответственно СВ.

Построение ФСР ОСЛОДУ (1)

Пусть А - теперь действительная матрица, все корни характеристического уравнения простые, но среди них имеются комплексные. В этом случае комплексная ФСР строится точно так же, но если нам необходимы только всевозможные действительные решения ОСЛОДУ (1), то необходимо построить действительную ФСР и в этом случае.

Построение действительной ФСР в случае вещественной А, у которой все корни характеристического уравнения простые, но среди них имеются комплексные.

Пусть имеется p вещественных корней и комплексных корней (Если А – вещ и корень характеристического уравнения, то также корень характеристического уравнения)

Док-во:

Все корни различны. Рассмотрим комплексную ФСР

= те же действия производим с остальными переменными столбцов кс решений, тогда через q шагов получим Таким образом получим систему ЛНЗ действительных решений. Это и будет действительная ФСР. Окончательно, действительная ФСР имеет вид т.е. в комплексной ФСР каждая пара и нами заменена на пару (ЛНЗ)

Вопрос 22 .