المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24
من آداب التلاوة
2024-11-24
مواعيد زراعة الفجل
2024-11-24
أقسام الغنيمة
2024-11-24
سبب نزول قوله تعالى قل للذين كفروا ستغلبون وتحشرون الى جهنم
2024-11-24

الفيلسوف فولتير.
2024-10-23
الظواهر السياقية (الإعلال والابدال)
15-4-2019
الصغائر قد تكون كبائر
11-10-2016
بيان حقيقة الامامة وماهيتها
5-08-2015
Evolutionary Rate
5-5-2016
Communication Methods
5-1-2016

Ordinary Differential Equation--System with Constant Coefficients  
  
591   02:36 مساءً   date: 3-7-2018
Author : المرجع الالكتروني للمعلوماتيه
Book or Source : المرجع الالكتروني للمعلوماتيه
Page and Part : ...


Read More
Date: 30-5-2018 755
Date: 26-12-2018 1232
Date: 12-6-2018 1887

Ordinary Differential Equation--System with Constant Coefficients

To solve the system of differential equations

 (dx)/(dt)=Ax(t)+p(t),

(1)

where A is a matrix and x and p are vectors, first consider the homogeneous case with p=0. The solutions to

 (dx)/(dt)=Ax(t)

(2)

are given by

 x(t)=e^(At).

(3)

But, by the eigen decomposition theorem, the matrix exponential can be written as

 e^(At)=uDu^(-1),

(4)

where the eigenvector matrix is

 u=[u_1 ... u_n]

(5)

and the eigenvalue matrix is

 D=[e^(lambda_1t) 0 ... 0; 0 e^(lambda_2t) ... 0; | | ... 0; 0 0 ... e^(lambda_nt)].

(6)

Now consider

e^(At)u = uDu^(-1)u=uD

(7)

= [u_(11) u_(12) ... u_(1n); u_(21) u_(22) ... u_(2n); | | ... |; u_(n1) u_(n2) ... u_(nn)][e^(lambda_1t) 0 ...  0; 0 e^(lambda_2t) ... 0 ; | | ... 0 ; 0 0 ... e^(lambda_nt) ]

(8)

= [u_(11)e^(lambda_1t) ... u_(1n)e^(lambda_nt); u_(21)e^(lambda_1t) ... u_(2n)e^(lambda_nt); | ... |; u_(n1)e^(lambda_1t) ... u_(nn)e^(lambda_nt)].

(9)

The individual solutions are then

 x_i=(e^(At)u)·e_i^^=u_ie^(lambda_it),

(10)

so the homogeneous solution is

 x=sum_(i=1)^nc_iu_ie^(lambda_it),

(11)

where the c_is are arbitrary constants.

The general procedure is therefore

1. Find the eigenvalues of the matrix A (lambda_1, ..., lambda_n) by solving the characteristic equation.

2. Determine the corresponding eigenvectors u_1, ..., u_n.

3. Compute

 x_i=e^(lambda_it)u_i

(12)

for i=1, ..., n. Then the vectors x_i which are real are solutions to the homogeneous equation. If A is a 2×2 matrix, the complexvectors x_j correspond to real solutions to the homogeneous equation given by R[x_j] and I[x_j].

4. If the equation is nonhomogeneous, find the particular solution given by

 x^*(t)=X(t)intX^(-1)(t)p(t)dt,

(13)

where the matrix X is defined by

 X(t)=[x_1 ... x_n].

(14)

If the equation is homogeneous so that p(t)=0, then look for a solution of the form

 x=xie^(lambdat).

(15)

This leads to an equation

 (A-lambdaI)xi=0,

(16)

so xi is an eigenvector and lambda an eigenvalue.

5. The general solution is

 x(t)=x^*(t)+sum_(i=1)^nc_ix_i.



الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.