Determine el polinomio característico

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El problema se puede ver a continuación. Entiendo cómo encontrar los polos y modos y la solución de entrada cero, pero tengo dos preguntas sobre el polinomio característico.

Primero, ¿necesito dividir entre 6 primero o se define como tener un coeficiente de 1 frente a la segunda derivada? No he encontrado una forma definitiva de manejar un coeficiente delante de f (t).

En segundo lugar, al encontrar el polinomio característico, ignoro el $$ -sy (0 ^ {-}) - y '(0 ^ {-}) $$ y términos similares y solo uso $$ s ^ {2 } \ hat {Y} (s) + 2s \ hat {Y} (s) -8 \ hat {Y} (s) $$?

  

Determine el polinomio característico P (s), los polos característicos, los modos característicos y la solución de entrada cero para cada uno de los sistemas LTIC descritos a continuación.

     

$$ \ frac {d ^ {2} y} {dt ^ {2}} + 2 \ frac {dy} {dt} -8y (t) = 6f (t), \ y (0 ^ {- }) = 0, \ y '(0 ^ {-}) = 1 $$

Gracias

    
pregunta Benck

1 respuesta

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El polinomio característico es $$ s ^ 2 + 2s -8. $$

Explicación: Los polinomios característicos se definen en álgebra lineal de la siguiente manera: Para un \ $ n \ veces n \ $ matriz \ $ A \ $ el polinomio característico es $$ p_A (t) = det (A-tI) $$ donde \ $ I \ $ es la matriz de identidad \ $ n \ veces n \ $.

Tu ecuación diferencial original es la misma que el sistema de ecuaciones diferenciales $$ y_1 '(t) + 2y_1 (t) - 8y_0 (t) = 6 f (t) $$ $$ y_1 (t) = y_0 '(t) $$

con condiciones iniciales \ $ y_0 (0 ^ {-}) = 0 \ $ y \ $ y_1 (0 ^ {-}) = 1 \ $.

Escribiendo \ $ \ vec {y} (t) = \ begin {bmatrix} y_1 (t) \\ y_0 (t) \ end {bmatrix} \ $ terminamos con la ecuación diferencial de la matriz $$ \ vec {y} (t) '= \ begin {bmatrix} -2 & 8 \\ 1 & 0 \ end {bmatrix} \ vec {y} (t) + \ begin {bmatrix} 6f (t) \\ 0 \ end {bmatrix}. $$

El polinomio característico de la ecuación diferencial se define como el polinomio característico de la matriz de coeficientes $$ A = \ begin {bmatrix} -2 & 8 \\ 1 & 0 \ end {bmatrix} $$ que es $$ p_A (t) = t ^ 2 + 2t-8. $$

    
respondido por el SomeEE

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