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critical points of plane autonomous system 2

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hbghlyj 发表于 2023-1-10 06:17 |阅读模式
本帖最后由 hbghlyj 于 2023-1-10 12:06 编辑 \begin{cases}\frac{d x}{d t}=\left(-\frac14-x^2\right) y\\\frac{d y}{d t}=x-y\end{cases}
用Matlab程式pplane8绘图, 坐标轴是$x$和$y$
蓝实线是orbit(即trajectory)
红虚线是nullcline
红点是equilibrium point(即critical point)
index.png

在 critical point 附近线性近似:
点 (0,0), $λ_1=λ_2=-1/2$, Jacobian为 $M=\pmatrix{0 & -\frac14 \\1 & -1}$,
特征值相等, 但 $M≠λI$. 它是一个 degenerate sink (在DE1notes22-11-09.pdf中,称为stable inflected node).
特征向量: $v=\pmatrix{1\\2}$.
当 $|x|$ 很大时, $\pmatrix{x\\y}∼c_1te^{-t/2}\pmatrix{1\\2}$.


关于 stability diagram 见 en.wikipedia.org/wiki/Autonomous_system_(mathematics)
egwald.ca/linearalgebra/lineardifferentialequationsstabilityanalysis.php
Chapter 11 Plane Autonomous Systems
Stability_Diagram.png

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 楼主| hbghlyj 发表于 2023-1-10 06:20
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