Alsidig Lager/Produktionsmedarbejder søges Ønskede
Transcription
Alsidig Lager/Produktionsmedarbejder søges Ønskede
HJEMMEOPGAVESÆT 4 1 Hjemmeopgavesæt 4 Egenværdier og Differentialligninger I vurderingen af dette sæt vil der blive lagt særlig vægt p˚a at du • forst˚ar definitionen p˚a en egenværdi og en egenvektor • kan finde egenværdier og udregne deres geometriske og algebraiske multipliciteter • kan finde egenvektorer og tilhørende egenrum • kan fortolke egenværdiers og egenvektorers geometriske betydning • forst˚ar ideen i at man benytter gættemetoder ved løsning af visse differentialligninger • kan udnytte struktursætningen ved løsning af ikke-homogene lineære differentialligninger • skriver sammenhængende og præcist og kan udføre simple matematiske ræsonnementer Deadline for upload: Lille Dag i semesteruge 12, kl. 6:00. Husk det skal være i pdf og med navn og studienummer øverst p˚a side 1. Opgave 1 Givet matricen Diagonalisering af kvadratisk matrix 8 3 12 A = 4 −3 4 −4 −1 −8 (1) a) Find alle egenværdier for A, og angiv deres algebraiske og geometriske multipliciteter. b) Opskriv en regulær matrix V og en diagonalmatrix Λ der opfylder V−1 A V = Λ . Opgavesættet fortsætter 7−→ HJEMMEOPGAVESÆT 4 2 c) Angiv en egentlig vektor i R3 som ikke er en egenvektor for A . Opgave 2 Lineær afbildning i planen Vi betragter mængden af plane vektorer, som tænkes afsat ud fra Origo. Ved en lineær afbildning f bliver det bl˚a objekt afbildet p˚a det røde objekt, se figuren nedenfor. a) Bestem afbildningsmatricen for f med hensyn til basis (x1 , x2 ) b) Bestem afbildningsmatricen for f med hensyn til standardbasis (i, j) . c) Hvordan ville afbildningsmatricen for f med hensyn til standardbasis se ud hvis man alternativt ønskede det viste røde objekt spejlet i x2 -aksen? Opgavesættet fortsætter 7−→ HJEMMEOPGAVESÆT 4 Opgave 3 3 En førsteordens differentialligning som model P˚a figuren nedenfor ses et elektrisk kredsløb best˚aende af følgende komponenter: En modstand R , en kapacitor med kapaciteten C og en spændingsgenerator E med spændingen E(t) = sin(2t) . Spændingen V (t) over kapacitoren (kondensatoren) bestemmes af differentialligningen d V (t) RC + V ( t ) = E( t ) . dt a) Find ved kompleks gættemetode en partikulær løsning til differentialligningen, og benyt den ved opstillingen af den fuldstændige løsning til differentialligningen. b) Sæt R = 1 og C = 1. Plot den løsning der opfylder begyndelsesbetingelsen V (0) = 2 sammen med den partikulære løsning du fandt vha. den komplekse gættemetode, og komment´er resultatet. Opgave 4 Koblede differentialligninger Et system best˚aende af to førsteordens lineære differentialligninger med de ukendte funktioner x1 ( t) og x2 ( t) har systemmatricen 9 −10 A= . 2 1 a) Opskriv differentialligningssystemet. 2. Bestem ved hjælp af egenværdier og egenvektorer for A den fuldstændige reelle løsning til differentialligningssystemet. 3. Bestem den løsning til differentialligningssystemet for hvilken graferne for x1 ( t) og x2 ( t) begge g˚ar gennem punktet (0, 1) , og plot dem i intervallet t ∈ [−1, 0.2] . Opgavesættet er slut