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穩定性矩陣


給定一個二階常微分方程組

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

x_0y_0 表示不動點,其中 x^.=y^.=0,則

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

然後在 (x_0,y_0) 附近展開,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)

一階近似,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 矩陣,或其推廣到更高維度的情況,稱為穩定性矩陣。對穩定性矩陣的特徵值(和特徵向量)的分析描述了不動點的型別。


另請參閱

橢圓不動點, 不動點, 雙曲不動點, 線性穩定性, 穩定非正常結點, 穩定結點, 穩定螺旋點, 穩定星形結點, 不穩定非正常結點, 不穩定結點, 不穩定螺旋點, 不穩定星形結點

使用 探索

參考文獻

Tabor, M. "線性穩定性分析。" §1.4 in 混沌與非線性動力學中的可積性:導論。 New York: Wiley, pp. 20-31, 1989.

在 中被引用

穩定性矩陣

請引用為

Weisstein, Eric W. "穩定性矩陣。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/StabilityMatrix.html

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