Sistemas EDO – método da eliminação ou método matricial
Calcule a matriz fundamental do sistema
Tal que , i.e. .
Calcule uma função (vetorial) tal que seja uma solução particular do sistema (não-homogêneo).
Dados: , .
Passo 1
Vamos começar pelo sistema homogêneo, encontrando os autovalores e autovetores de :
Portanto:
Passo 2
Vamos, agora, obter os autovetores correspondentes aos autovalores. Para :
A equação do autovetor diz que . Então vamos fazer assim, vamos chamar de o autovetor associado ao autovalor .
Da primeira equação:
Substituindo na segunda:
Logo, as equações são redundantes. Vamos usar a segunda, de modo que . Se , então :
Não precisamos calcular pois sabemos que será o conjugado de ! =)
Passo 3
Ótimo, temos os autovalores e os autovetores ! Como a parte real de é nula, o termo exponencial será .
Desta forma, teremos:
Assim, podemos determinar a matriz fundamental:
Passo 4
Para encontrar , fazemos:
E, de fato, verificamos que .
Passo 5
Tomando agora , obtemos da equação:
Então, fazemos assim:
Portanto,
Passo 6
Assim, vamos obter:
Como , temos que
E, integrando, obtemos:
Resposta