Метод Эйлера заключается в следующем.
Решение системы (1) находится в виде:
(5)
Функция (5) является решением системы (1), если
– собственное значение матрицы А, а а – собственный вектор этой матрицы, соответствующей числу
. Если собственные значения
1,
2, … ,
n матрицы А попарно различны и a1, a2, …, an соответствующие собственные векторы этой матрицы, то общее решение системы уравнений (1) определяется формулой :
где С1, С2, … , Сn – произвольные числа.
Для случая кратных корней решение системы принимает вид
(6)
где Pi(x)-полиномы степени не выше, чем (к-1), имеющих в совокупности к произвольных коэффициентов. Так что среди коэффициентов этих полиномов к коэффициентов являются произвольными, а оставшиеся к·n-k выражаются через них. Для отыскания коэффициентов полиномов подставим решение (6) в исходную систему уравнений, приравняем коэффициенты при одинаковых функциях. Решим систему по отношению к (k·n-k) коэффициентов. Получим выражение всех коэффициентов через свободные.
Если для кратного собственного значения
матрицы А имеется столько линейно независимых собственных векторов
, какова его кратность, то ему соответствует k независимых решений исходной системы:

Если для собственного значения
кратности k имеется только m (m<k) линейно независимых собственных векторов, то решения, соответствующие
, можно искать в виде произведения векторного многочлена степени k - m на
, т.е. в виде:

Чтобы найти векторы
, надо подставить выражение (4) в систему (3). Приравняв коэффициенты подобных членов в левой и правой частях системы, получим уравнение для нахождения векторов
.
Для данного задания были найдены следующие собственные значения:
.
Построили фундаментальную систему решений:

Найдем 1 строку фундаментальной матрицы решений для характеристического числа
. Запишем третью строку решений в общем виде:

Где аij найдем по выражению:
или 
Полученная матрица:

Решаем систему:

Полученные корни:

Доопределим 
Тогда первая строка будет иметь вид:

Аналогично найдем вторую строку фундаментальной матрицы решений для первого характеристического числа -1. Полученные значения:

Тогда вторая строка будет иметь вид:

Найдем третью и четвертую строки фундаментальной матрицы решений для первого характеристического числа
. Сопряженный корень
не порождает новых вещественных линейно независимых частных решений.
Полученные значения:
Отделяя в нем вещественные и мнимые части, получим два вещественных решения, которые и составляют первую и вторую строки фундаментальной матрицы решений

Аналогично остальные 3:

Запишем найденную фундаментальную матрицу решений:

Умножим транспонированную фундаментальную матрицу решений на вектор свободных коэффициентов
и получим вектор общего решения исходной системы:

Сделаем проверку найденного решения следующим образом:

Получаем нулевую матрицу-столбец:
что показывает, что общее решение найдено верно.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 228.