Enunciado

Prove que o quociente de Rayleigh nunca e mais alto que o autovalor mais alto.

Passo 1

Oi oi, meu xuxuzinho!! Tudo bem com você?? Como está a família?? Tudo na paz?? Então vamos lá Vamos analisar o que a nossa questão nos pede e matar essa em 10 minutos?? Bora. Bom, nosso enunciado nos pede para analisarmos o problema com as frequências e suas relações para cada um dos casos. Parece muita coisa, mas é tranquilo. Partiu??

Passo 2

Ok, nosso primeiro passo vai ser lembrar qual é a nossa equação, ok?? Então vamos lá, a fórmula de Rayleigh é dada por:

R X = ω 2

k = k + k 2 - k 2 0 - k 2 k 2 + k 3 - k 3 0 - k 3 k 3

m = m 1 0 0 0 m 2 0 0 0 m 3

Eaii?? Chegou bem até aqui?? Então bora substituir os valores e continuar nossa conta.

Passo 3

Pronto!! Agora vamos jogar tudo lá na nossa formulinha e achar nossos valores!!

R X = c n 2 ω n 2 + c n 2   ∑ c i c n 2 ω i 2 c n 2 + c n 2   ∑ c i c n 2

Assumindo que c i c n = ε 1 ≪ 1

R X = ω n 2 +   ∑ ε i 2 ω i 2 1 + ∑ ε i 2

R X = ω n 2 + ∑ ε i 2 ω i 2 - ω n 2 ε i 2  

ω i 2 < ω n 2

R X ≤   ω n 2

Resposta

R X ≤   ω n 2

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