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稳定性矩阵


给定一个二阶常微分方程组

x^.=f(x,y)
(1)
y^.=g(x,y),
(2)

x_0y_0 表示不动点,其中 x^.=y^.=0,则

f(x_0,y_0)=0
(3)
g(x_0,y_0)=0.
(4)

然后在 (x_0,y_0) 附近展开,得到

deltax^.=f_x(x_0,y_0)deltax+f_y(x_0,y_0)deltay+f_(xy)(x_0,y_0)deltaxdeltay+...
(5)
deltay^.=g_x(x_0,y_0)deltax+g_y(x_0,y_0)deltay+g_(xy)(x_0,y_0)deltaxdeltay+....
(6)

一阶近似,得到

 d/(dt)[deltax; deltay]=[f_x(x_0,y_0) f_y(x_0,y_0); g_x(x_0,y_0) g_y(x_0,y_0)][deltax; deltay],
(7)

其中 2×2 矩阵,或其推广到更高维度的情况,称为稳定性矩阵。对稳定性矩阵的特征值(和特征向量)的分析描述了不动点的类型。


另请参阅

椭圆不动点, 不动点, 双曲不动点, 线性稳定性, 稳定非正常结点, 稳定结点, 稳定螺旋点, 稳定星形结点, 不稳定非正常结点, 不稳定结点, 不稳定螺旋点, 不稳定星形结点

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Tabor, M. "线性稳定性分析。" §1.4 in 混沌与非线性动力学中的可积性:导论。 New York: Wiley, pp. 20-31, 1989.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

稳定性矩阵

请引用为

Weisstein, Eric W. "稳定性矩阵。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/StabilityMatrix.html

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