怎么解一阶齐次线性微分方程组?

作者:国际小甜 | 创建时间: 2023-05-06
本文,通过一个具体的微分方程组,来介绍一下,怎么用矩阵变换的方法,来求解微分方程组。 这个微分方程组如下图所示。...
怎么解一阶齐次线性微分方程组?

操作方法

给出右边的系数矩阵: A = {{2, -1, 1}, {-2, 3, -1}, {2, 1, 3}};

求出系数矩阵的特征值和特征向量,以及能把A对角化的矩阵P和p。

验证一下,(P.A).p是不是对角矩阵: (P.A).p // FullSimplify // MatrixForm

根据A的特征值,构造新的函数向量: xx={c0 E^(4 t), c1 E^((2 - Sqrt[2]) t), c2 E^((2 + Sqrt[2]) t)}

用p左乘xx,得到函数向量Y。

可以验证,Y是上面微分方程组的解。

而用Mathematica直接解微分方程组,结果会比较混乱,不如用矩阵对角化方法来的简洁。 然而,两个解本质上是一样的。

温馨提示

实际上,Y正是微分方程组的通解。
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