Enunciado
Cálculo - Boyce - Equações Diferenciais - Ed: 10º - Capítulo 9.3 - Ex. 3
Em cada um dos problemas de 1 a 4, verifique se (0, 0) é um ponto crítico, mostre que o sistema é localmente linear e discuta o tipo e a estabilidade do ponto crítico (0, 0) examinando o sistema linear correspondente.
3)
Passo 1
verificando se é um ponto crítico, vamos lá.
Aplicando temos:
Provamos que a origem é um ponto critico isolado do sistema linear.
Passo 2
Utilizando a expansão de Taylor para e temos:
E
Tendo:
E
Passo 3
Reescrevendo nosso sistema na forma de:
Temos:
Agora podemos identificar a nossa e verificar o sistema é localmente linear.
Reescrevendo na forma polar temos, ,
Com , temos:
Com , temos:
Trabalhando agora com a parte homogênea do nosso sistema temos:
Determinando a equação característica por meio:
Tendo a equação característica como:
Com raízes características:
Consequentemente, temos autovalores complexos. Portanto, se o sistema for linear no ponto , o centro do sistema é linear. Caso o sistema não for linear, teremos um espiral no ponto, centro, e a estabilidade será instável.
Resposta
Consequentemente, temos autovalores complexos. Portanto, se o sistema for linear no ponto , o centro do sistema é linear. Caso o sistema não for linear, teremos um espiral no ponto, centro, e a estabilidade será instável.