Файл: Понтрягин, Л. С. Обыкновенные дифференциальные уравнения учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 111

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

328

 

 

ДОБАВЛЕНИЕ II.

ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА

 

 

или нескольких

жордановых клеток, расположенных по ее главной

диагонали, в то

время как все элементы ее, не входящие в жорда-

новы клетки, равны нулю.

 

 

 

 

 

Докажем

это. Пусть

R — координатное векторное пространство

размерности

л и

Л — линейное

преобразование, соответствующее

некоторой системе

координат) матрице А. Пусть теперь /,,

. . . , / „

базис

пространства

R,

составленный

из серий (см. теорему 30). Мы

предположим

векторы /,, . . . , / „

 

расположенными в таком

порядке,

что векторы каждой серии идут в

последовательности / , ........ /„

один

за другим.

Обозначим через

B =

(b‘p матрицу преобразования А

в базисе / „

... ,

/„.

Пусть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hi :=fl>

• • •

==f т

 

 

— первая серия, входящая в последовательность/,, . . . , / „ и \ — соот­ ветствующее собственное значение. Тогда, как это непосредственно следует из определения серии, мы имеем:

 

Ь\ — \,

1= 1 ,

 

b\ +x= 1;

........ т — 1;

 

blj = 0

при / — 1 <^у ^/те

и при

 

 

Таким образом, первой серии последовательности / , ........ /„

соответ­

ствует

первая

жорданова

клетка

в матрице В. Точно так же второй

серии

базиса

/ , ........../„

будет

соответствовать

вторая

жорданова

клетка

в матрице В, и т.

д. Так

как

переход от

матрицы А к мат­

рице В осуществляется при помощи

трансформации (см. § 34, А)),

то S =

SAS-'.

 

Б) доказано.

 

 

Таким образом, предложение

 

 


ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Автоматического регулирования теория 218 Автономные системы уравнений 103, 108, 251,

279

Адамара лемма 186 Амплитуда гармонического колебания 30, 75

— ------ комплексная 76

Андронов 244. 249 Андронова — Витта теорема 271

Аннулирующий многочлен матрицы 309, 311,

3*12

— ------минимальный 309. 313, 314, 315

Анодный ток триода 244

Асимптотическая устойчивость 205, 213, 252, 269, 272

Вариации постоянных метод 16. 134. 143 Век гор 46, 285

действительный 46

комплексный46

Еекторные функции векторного переменного

163

Векторы, комплексно сопряженные 46

Взаимоиндукция 82 Вполне неустойчивое положение равновесия

216, 252

Вронского детерминант 131. 142, 145 Вышнсградский 218, 219, 223 Вышнеградского тезисы 224

Гамильтонова система 203 Генератор ламповый 244, 245, 246, 249 Грубый предельный цикл 234, 242

Двухполюсник 80

активный 83

пассивный 83

Действительные решения линейных уравнений

48, 54, 65, 56, 95, 98, 99

Детерминант Вронского 131, 142, 145 Дифференциальное уравнение см. Уравнение

дифференциальное Дифференцирование векторных функций 94

комплексных функций 33

функции в силу системы уравнений 208,

209, 271

Дифференцируемость неявных функций 303

— решений 2о, 186, 187, 191, 192

Длина вектора 285 Дополнение к множеству 287

Емкость 81

Жорданова клетка 101, 327

— форма матрицы 101, 323, 327

Зависимость решений от параметров и началь­

ных

условии

178, 179,

182,

184, 185,

186,

187,

191,

192

 

 

 

 

 

 

— функций 306, 307

 

 

 

 

 

Замена координат 305

 

 

 

 

Заряд

конденсатора

82

22,

28,

34

 

Значения

начальные

10,

 

Инвариантное подпространство 316

 

Индуктивность 81

 

 

 

 

 

 

Интеграл

первый 196

 

 

 

 

Интегральная кривая 9, 10, 11, 14, 24

 

Интегральное уравнение,

эквивалентное диф­

ференциальному

153,

164

 

 

13

Интегрирование

уравнений в квадратурах

Интервал определения решения 8, 21 Интерпретация решении геометрическая 9, 11,

24, 109

------дифференциального уравнения И, 2* Исключения метод 67 Источник напряжения 83

— тока 83

Квадратичная форма 210

------положительно определенная 210 Квазимногочлен 62 Кирхгофа закон второй 83, 84

------первый 83, 84

Колебания вынужденные 79

гармонические 30, 75

собственные 79 Колебательный контур 87 Комплексная амплитуда 76

Контурные токи 85, 87 Координаты вектора 46 Коэффициент взаимоиндукции 82

трансформации 91

упругости 31

Краевая задача для уравнений в частных про­

изводных 201 Кратность собственного значения 316

Кронекера символ 68

Лампа электронная 244 Линейная зависимость векторов 47 ■------решений 129, 140

~ система см. Система уравнений линейная Линейное уравнение см. Уравнение линейное

Линия уровня 14

Лиувилля формула 132, 133, 143, 145, 280 Ляпунова теоремы 148, 205, 212, 213. 271

— Функция 208, 210, 211, 213, 216, 272

Малые колебания маятника 32 Матрица основная 116

— фундаментальная 131, 136



330

 

 

 

 

 

 

 

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Матрицы жорданова форма 323, 327

 

 

Положение

равновесия

устойчивое 111,

206,

Матричная запись систем линейных уравнений

252,

261

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

136,

146

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полупространство замкнутое 297

 

 

 

Матричиое исчисление 146

150,

316, 319,

321

— открытое 297

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Матричиыс

ряды степениые

Порядок квазимногочлена 65

 

 

 

 

Маятник математический

31

16,

134,

143

 

— системы дифференциальных уравнений 26

Метод вариации

постоянных

 

— — ------относительно одного неизвестного

— исключения 67, 102

 

77

 

ч

 

26

 

 

 

 

 

ограниченная

289

 

 

— комплексных амплитуд 76,

 

 

Последовательность

 

153,

— контурных токов 85

 

 

 

 

 

Последовательных

приближений

метод

— неопределенных коэффициентов^ 101

ПО,

170, 299

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— последовательных

приближений

153,

Постоянные интегрирования 44

236, 214,

243,

209

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предельный

цикл 224,

225,

234,

— сжатых отображений 153, 170, 299

 

 

230, 279

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— узловых напряжений 85

 

 

 

 

------грубый 234, 242, 280

 

 

 

 

 

Многогранник выпуклый 297

 

 

 

 

------неустойчивый 225, 234, 280

 

 

 

 

Многочлен аннулирующий 309, 311, 312

 

------полуустойчивый $25

 

 

 

 

 

— — ыииимальиыи

302, 313, 314, 315

 

 

------устойчивый 225, 234, 280

 

 

 

 

— устойчивый 57, 58, 60, 61

 

 

 

 

Проводимость операционная (двухполюсника)

— характеристический 44, 310

 

 

 

86

 

 

 

решения

11,

23

 

 

 

 

Множество (й-предсльное 235, 236

 

 

Продолжение

 

 

 

 

— замкнутое 287

 

 

 

 

 

 

 

Прообраз множества при отображении 293

 

— компактное 291

 

 

 

 

 

 

 

Пространство векторное 285

 

 

 

 

— ограниченное

2S9

 

 

 

 

 

 

— евклидово 285

 

 

 

 

 

 

 

 

— открытое 287

162,

235

 

 

 

 

Процесс переходный 77

 

 

 

 

 

 

Модуль

вектора

 

 

 

 

— установившийся 77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прямая

собственная

125

 

 

 

 

 

Напряжения

узловые 85

 

 

 

 

 

Радиоактивный

распад 12

 

 

 

 

 

Начальная фаза гармонического колебания 30,

Расстояние между множествами 297

 

 

75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значения,

начальные

условия

10,

— от точки до множества 297

 

 

 

 

Начальные

Регулятор центробежный 218, 219, 220

 

 

22, 28, 34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метод 101

 

Резонанс

79, 90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Неопределенных коэффициентов

 

Решение

комплексное 32, 33, 35

 

 

 

 

Неравенства

интегральные 172

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— матричного уравнения 136

 

 

 

 

Неравномерность хода паровой машины 223

 

 

 

 

— непродолжаемое

11,

18,

23,

173, 174

175

Норма векторной функции 164, 300

 

 

 

 

176,

178,

179,

182,

184

 

 

 

 

 

— функции 154

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— особое 30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нормальная система дифференциальных урав­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— уравнения

и системы уравнений 8,

21, 25,

нений 21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26,

33, 35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— установившееся 77, 78

 

 

 

 

 

Область задания

8,

9, 21, 25, 26, 27, 29,

173,

— устойчивое 205

 

 

 

 

 

 

 

 

— частное

линейного

неоднородного

уравне­

178,

182.

186,

187,

191,

192

 

 

 

 

 

 

 

 

ния 62, 63,

143

 

 

 

 

 

 

 

 

Обратная связь 245

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рождение предельных циклов 242,

243

 

 

Объединение множеств 287, 289

 

 

 

 

 

 

 

 

Ряды

матричные 150, 316, 319, 321

 

 

 

Окрестность точки 287, 298

 

 

 

 

 

 

 

Операционные (символические) обозначения

Свойства топологические 284, 296

 

 

 

42, 43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основная матрица решении 146

 

 

 

Седло 118, 119, 125, 251, 253

 

 

 

97,

Отображение последования 281

 

 

 

Серия

векторов

относительно матрицы 96

— аффинное 295

 

 

 

 

 

 

 

 

102, 323

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— непрерывное 293

 

 

 

 

 

 

 

Сжатых отображений метод 153, 170, 299

 

— равномерно непрерывное 293, 294

 

 

Сила тока 80

 

обозначения 42, 43

 

 

 

Отрезок 163

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Символические

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система

гамильтонова

203

 

 

 

 

 

Падение напряжения 80

 

 

 

 

 

— решений фундаментальная 129, 130, 139, 141

 

 

 

 

 

— уравнений 21. 26, 27, 29, 38,

73, 93, 94, 97.

Паровав машина 218,

220

 

 

 

 

98, ЮЗ, 108, 128,

146,

251

 

 

 

 

Первые интегралы

196

 

 

198,

199, 200

— — автономная 103, 108, 251, 279

 

 

 

— — , независимые в точке 197,

в вариациях 193, 194, 195, 196

 

 

 

Передаточное число

220

 

 

 

 

 

------линейная 38, 39, 67, 69, 70, 72, 73, 74, 93,

Пересечение множеств 287, 289

 

 

 

94, 97, 98, 128, 146

 

 

 

 

 

 

 

Переходный процесс 77

 

 

 

 

 

------нормализуемая 73

94, 97, 98,

103, 128, 146

Период

106

 

 

 

 

 

 

 

 

 

------нормальная 21,

93,

Периодическое решение 106, 268, 271, 279, 280

----------

автономная

103

 

 

 

 

 

Плоскость фазовая

115,

224

 

 

 

 

----------линейная 23, 93, 94, 97, 98, 128, 146

Показатель

характеристический 151

 

 

--------------однородная с периодическими коэф­

Поле направлений 11, 24

 

106,

109

 

 

фициентами

146

 

 

 

коэффициентами

Положение

равновесия 105,

 

 

--------------с

 

переменными

------ автономной системы второго попядка

128

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

119,

251

 

 

 

 

 

 

 

 

 

------, разрешенная относительно высших про­

— ---------------- невырожденное 119, 251

 

изводных

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

------неустойчивое

111. 216, 217,

261

 

 

Скалярное произведение векторов 285

 

 

— — полуустойчивое

Ш

 

 

 

 

 

Скалярный квадрат 285

 

 

 

 

 

 


 

 

 

ПРЕДМЕТНЫЙ

УКАЗАТЕЛЬ

331

Скорость фазовая 109

 

Устойчивость по Ляпунову 206, 208, 269, 271

Смешения формула 51

 

— предельного цикла 225, 231

 

Снижение порядка линейного уравнения 141

— произвольного решения 26 \ 272

 

------системы 138, 200

 

Устойчивые многочлены 57, 58

 

Собственная прямая 125

 

Усы седла 253

 

— частота контура 89

 

------неустойчивые 253

 

Собственные векторы и собственные значения

------ устойчивые 253

 

309, 310

 

 

 

 

 

 

Сопротивление 81

 

 

Фаза

начальная гармонического

колебание

— операционное (двухполюсника) 85, 86

Спектр матрицы 317

 

 

 

30, 75

 

Сходимость последовательности 289

Фазовая плоскость 115, 224

 

— равномерная 155,

165, 300

— линейной системы с постоянными коэ ф-

 

 

 

 

 

фициентами 115

 

Тезисы Выпшеградекого 224

— скорость 109

 

— траектория 104, 109, ПО, 116

системы

Теоремы

о непрерывности и дифференцируе­

Фазовое пространство автономной

мости

решений

152,

184, 186, 18/, 191, 192

 

103,

108, ИЗ

 

— — неявных функциях 298, 299, 303

Фильтр электрический 92

 

— существования и единственности 10, 22, 23,

Фокус 120, 251. 261, 264

 

27. 29, 33, 35. 152

 

 

неустойчивый 120, 251

 

Ток анодный триода 244

 

устойчивый 120, 251

 

— контурный 85, 87

 

 

Форма квадратичная 219

 

Тор 113

 

 

 

------положительно определенная 210

 

Точка co-предельная 235

 

Формула Лиувилля 132, 133, 143, 145, 280

Траектория 104

 

 

— смешения 51

 

— замкнутая 104, 105, 106

Формулы Эйлера 36

 

— фазовая 109, 116

 

 

Фундаментальная матрица 131, 136

 

Трансформатор 90

 

 

— система решений 129, 130, 139, 141

— идеальный 91

 

 

Функции матриц 316, 319

 

Триод 244

 

 

 

— — неявные 321

 

 

 

 

 

, совпадающие на спектре матрицы 317, 319

Узел 117, 118, 251, 261

 

Функция, заданная на спектре матрицы 317

125

— Ляпунова 208. 210, 211, 213. 216, 272

— вырожденный 122, 124,

последования 226, 227, 230, 233, 242, 280

неустойчивый 118, 124, 125, 251, 231

устойчивый 118, 124, 125, 251, 261

Узловые напряжения 85

 

 

Характеристика триода 241

 

Уравнение гармонического осциллятора 76, 78

Характеристики 202

 

— дифференциальное 7

 

 

Характеристический многочлен 44, 310

------

в частных производных 7, 201

 

201

— показатель

уравнения с

периодическими

-------------- линейное первого порядка

коэффициентами 151

 

— линейное 15, 28. 42, 44, 50. 62, 63, 136

 

Характеристическое число 150

 

— с переменными

коэффициентами

15, 139

 

 

 

— ----- постоянными

коэффициентами

42,

44,

Центр 120

 

 

 

50, 62, 63

 

 

 

 

 

-----------------

неоднородное 62, 63

 

 

Центробежный регулятор 218, 219, 220

-----------------

однородное 42, 41, 50

 

 

1(епи электрические 80, 83

 

матричное 136, 116

 

 

 

Цикл 106

 

 

— первого порядка 8

 

 

 

Циклы предельные см. Предельный цикл

----------

в полных дифференциалах 13

 

 

 

 

 

линейное 15

 

 

 

Частное решение 62, 63, 143

 

----- однородное 17

 

 

 

 

, разрешенное относительно производ­

Частота колебаний 30, 75

 

----------

— собствен н ая

к олебател ь н ого

к о ш у р а ¥9

 

ной 8

 

 

 

---- с разделяющимися переменными 17 Ч исло п ер едаточ н ое 220

, разрешенное относительно высшей про­ — характеристическое 150 изводной 27

— с периодическими коэффициентами

146, 148

Ш ар 287

Уравнения в вариациях 193, 194, 195, 196

 

Условия начальные 10, 22 28, 34

 

Эйлера формулы 36

Установившийся процесс 77

 

Устойчивость асимптотическая 206 213 252

Эквивалентность уравнений с периодическими

269, 271

 

коэффициентами 147, 148

— многочленов 57, 58, 69, 61

 

Электрическая цепь 80, 8-3

— периодических решений 268, 271, 280

Электрический фильтр 92

положения равновесия 206, 207, 213,

251

Электронная лампа (триод) 244