Bewegingsvergelijkingen ontkoppelen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 165

Bewegingsvergelijkingen ontkoppelen

Ik heb twee gekoppelde differentiaalvergelijkingen in matrixvorm
\(\begin{equation}\frac{d}{dt}\left(\begin{array}{c}v_x\\v_y\end{array}\right)= \left(\begin{array}{cc}-\gamma & \omega\\-\omega & -\gamma\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}v_x\\v_y\end{array}\right)\end{equation}\)
Nu wil deze twee ontkoppelen, dus moet ik de matrix diagonaliseren.

De twee eigenwaarden zijn \(\lambda_\pm = -\gamma\pm i\omega\).

Om de eigenvectoren te bepalen heb ik elke eigenwaarde terug ingevuld in de matrix met "-lambda op de diagonaal", vermenigvuldigd met een onbekende kolomvector en gelijkgesteld aan nul. Ik krijg dan twee eigenvectoren \(v_\pm = v_x \pm i v_y\)

De ontkoppelde vorm ziet er dan als volgt uit
\(\begin{equation}\frac{d}{dt}\left(\begin{array}{c}v_+\\v_-\end{array}\right)= \left(\begin{array}{cc}-\gamma+i\omega & 0\\0 & -\gamma-i\omega\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}v_+\\v_-\end{array}\right)\end{equation}\)
Mijn vraag is nu: is het bepalen van de eigenvectoren op de juiste manier gebeurd, want bij het terugrekenen van de gediagonaliseerde vorm naar de oorspronkelijke komt er iets anders uit...

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bewegingsvergelijkingen ontkoppelen

De eigenwaarden zijn juist, maar hoe kom je aan die eigenvectoren? Die vx en vy zijn er volgens mij te veel aan...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 165

Re: Bewegingsvergelijkingen ontkoppelen

Ik heb bv de eerste eigenwaarde terug ingevuld in de karakteristieke determinant en gelijkgesteld aan nul voor willekeurige coefficienten A en B
\(\begin{equation} \left(\begin{array}{cc}-\gamma-\lambda & \omega\\-\omega & -\gamma-\lambda\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}A\\B\end{array}\right)=0\end{equation}\)
wordt dan
\(\begin{equation} \left(\begin{array}{cc}-i\omega & \omega\\-\omega & -i\omega\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}A\\B\end{array}\right)=0\end{equation}\)
De eerste eigenvector is volgens mij dus (oplossen naar A en B)
\(\left(\begin{array}{c}1\\i\end{array}\right)\end{equation}\)
Ik dacht dus dat de nieuwe snelheid \(v_+\) de lineaire combinatie is van \(1.v_y+i.v_z\)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bewegingsvergelijkingen ontkoppelen

Nu voer je A en B in en noem je dit coëfficiënten? Maar daar staat in het algemeen een vector (met oorspronkelijk de componenten v_x en v_y) en je zoekt de eigenvectoren; een ervan is inderdaad (1,i), of eender welk veelvoud hiervan.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 165

Re: Bewegingsvergelijkingen ontkoppelen

Ik begrijp niet wat je wil zeggen.

Is mijn ontkoppeling in mijn eerste post nu correct of totaal niet? (het komt immers niet uit, kan ook aan rekenfouten liggen bij het narekenen natuurlijk)

Ik gebruik de 'coefficienten' (1,i) toch bij de lineaire combinatie met v_x en v_y om de nieuwe ontkoppelde toestand te maken, niet?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bewegingsvergelijkingen ontkoppelen

Ik gebruik de 'coefficienten' (1,i) toch bij de lineaire combinatie met v_x en v_y om de nieuwe ontkoppelde toestand te maken, niet?
Dat weet ik niet, ik had het enkel over de eigenvectoren van de oorspronkelijke matrix.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer