Как определить, не решая систему уравнений, тип неподвижной точки и устойчива ли она?
Для этого используют первый метод Ляпунова для определения типа устойчивости неподвижной точки.
Рассмотрим систему уравнений:
|
|
(8.1) |
Решение системы уравнений (8.1) представим в виде:
|
|
(8.2) |
Подставим (8.2) в исходную систему уравнений (8.1) и получим:
или после сокращения
|
|
(8.3) |
В матричной форме запись уравнений (8.3) выглядит следующим образом:
|
|
(8.4) |
Для того чтобы система (8.4) имела нетривиальные решения С 0, необходимо, чтобы
т. е.
|
|
(8.5) |
Собственные числа матрицы А определяют из условия (8.5).
Раскрывая детерминант, получим квадратичное уравнение относительно ,
называемое характеристическим:
|
|
(8.6) |
Следовательно, исходная система (8.1) допускает решения:
По значению собственных чисел матрицы А можно определить тип точки и тип её устойчивости.
Существуют три возможности поведения собственных чисел, соответствующих трём видам устойчивости неподвижных точек:
1) если имеют действительные отрицательные части, то неподвижная точка асимптотически устойчива;
2) если хотя бы один из корней имеет положительную действительную часть, то неподвижная точка неустойчива;
3) если корни чисто мнимые или один из корней имеет нулевую действительную часть, а действительная часть другого - отрицательна, то неподвижная точка нейтрально устойчива.
|