Λ. Ζαχείλας. Επίκουρος Καθηγητής Εφαρμοσμένων Μαθηματικών Τμήμα Οικονομικών Επιστημών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Οικονομική Δυναμική 29/6/14

Σχετικά έγγραφα
Λ. Ζαχείλας. Επίκουρος Καθηγητής Εφαρμοσμένων Μαθηματικών Τμήμα Οικονομικών Επιστημών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Οικονομική Δυναμική 29/6/14

Κεφάλαιο 5 ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ενα αυτόνομο δυναμικό σύστημα δύο διαστάσεων περιγράφεται από τις εξισώσεις

Λ. Ζαχείλας. Επίκουρος Καθηγητής Εφαρμοσμένων Μαθηματικών Τμήμα Οικονομικών Επιστημών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Οικονομική Δυναμική 29/6/14

x (t) u (t) = x 0 u 0 e 2t,

12. ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ Α ΒΑΘΜΟΥ. είναι δύο παραστάσεις μιας μεταβλητής x πού παίρνει τιμές στο

ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΟΡΙΣΜΟΙ: διαφορές των αγνώστων συναρτήσεων. σύνολο τιμών. F(k,y k,y. =0, k=0,1,2, δείκτη των y k. =0 είναι 2 ης τάξης 1.

,..., xn) Οι συναρτήσεις που ορίζουν αυτό το σύστημα υποτίθενται παραγωγίσιμες με συνεχείς παραγώγους:

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Χάος και Φράκταλ. ιδάσκων: Α.Μπούντης, Καθηγητής Ασκήσεις ΟΜΑ Α Α 1) Να δειχθεί ότι η οικογένεια των κλειστών καµπυλών x x e = c τείνει 2 1)

Συνήθεις Διαφορικές Εξισώσεις

και αναζητούμε τις λύσεις του:

Κεφάλαιο 11 ΣΥΝΤΗΡΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Επανεξέταση του αρμονικού ταλαντωτή

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΑΝΑΛΛΟΙΩΤΑ ΣΥΝΟΛΑ, ΟΡΙΑΚΑ ΣΥΝΟΛΑ

ρ= ρ= ρ= P x με παραγοντοποίηση κατά ομάδες οπότε θα προσπαθήσουμε να το

Μαθηματικά Και Στατιστική Στη Βιολογία

Δυναμική Μηχανών I. Επίλυση Προβλημάτων Αρχικών Συνθηκών σε Συνήθεις. Διαφορικές Εξισώσεις με Σταθερούς Συντελεστές

Σχόλιο. Κατασκευή των τροχιών της δισδιάστατης γραμμικής δυναμικής.

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 11: Μετασχηματισμός Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Στο Κεφάλαιο αυτό θα θεωρήσουμε δυναμικά συστήματα της μορφής

Ασκήσεις3 Διαγωνισιμότητα Βασικά σημεία Διαγωνίσιμοι πίνακες: o Ορισμός και παραδείγματα.

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου ΙΙ Ασκήσεις Πράξης

Παράδειγμα 1. Δίνεται ο κάτωθι κλειστός βρόχος αρνητικής ανάδρασης με. Σχήμα 1. στο οποίο εφαρμόζουμε αρνητική ανάδραση κέρδους

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ 6

Ασκήσεις3 Διαγωνίσιμες Γραμμικές Απεικονίσεις

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Η τροχιά του δυναµικού συστήµατος µε αρχική συνθήκη X γράφεται

Τα διανύσματα xy, R είναι κάθετα αν και μόνο αν x y 0. Για το εσωτερικό γινόμενο των διανυσμάτων. Το ορθογώνιο συμπλήρωμα ενός υπόχωρου

Κεφάλαιο 6 ΤΟ ΘΕΩΡΗΜΑ ΤΗΣ ΓΡΑΜΜΙΚΟΠΟΙΗΣΗΣ. 6.1 Το Θεώρημα Hartman-Grobman

Γεωµετρικη Θεωρια Ελεγχου

Κεφάλαιο 0 Μιγαδικοί Αριθμοί

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

Ευστάθεια συστημάτων

Ψηφιακός Έλεγχος. 6 η διάλεξη Σχεδίαση στο χώρο κατάστασης. Ψηφιακός Έλεγχος 1

4.4 ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ & ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ ΠΟΥ ΑΝΑΓΟΝΤΑΙ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

2.3 Πολυωνυμικές Εξισώσεις

IV.13 ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ 1 ης ΤΑΞΕΩΣ

Ορισμοί (Σημείο ισορροπίας - Ευστάθεια κατά Lyapunov)

Βασικές Γνώσεις Μαθηματικών Α - Β Λυκείου

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ

βαθμού 1 με A 2. Υπολογίστε τα χαρακτηριστικά και ελάχιστα πολυώνυμα των

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΠΟΛΛΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ 15

1 ο Τεστ προετοιμασίας Θέμα 1 ο

Χαρακτηριστική Εξίσωση Πίνακα

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ & ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ : ΠΑΛΑΙΟΛΟΓΟΥ ΠΑΥΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 3 Ιουλίου 2010

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 9 Επαναληπτικες Ασκησεις

a = f( x ) =. (Μονάδες 8) 2 = =,από όπου προκύπτει ( υψώνοντας στο τετράγωνο ), x =, επομένως x = 0 x = ή Άσκηση 4679 Δίνεται η συνάρτηση:

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. ΜΕΡΟΣ 1ο ΑΛΓΕΒΡΑ

ΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2012 ΘΕΜΑΤΑ Α

Άσκηση: Ένα σύστηµα µε είσοδο u(t), έξοδο y(t) και διάνυσµα κατάστασης x(t) = (x 1 (t) x 2 (t)) T περιγράφεται από το ακόλουθο διάγραµµα:

a n = 3 n a n+1 = 3 a n, a 0 = 1

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ , Β= 1 y, όπου y 0. , όπου y 0.

Παραρτήματα. Παράρτημα 1 ο : Μιγαδικοί Αριθμοί

I. ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ. math-gr

Κεφάλαιο 6 Ιδιοτιμές και Ιδιοδιανύσματα

2018 Φάση 2 ιαγωνίσµατα Επανάληψης ΑΛΓΕΒΡΑ. Α' Γενικού Λυκείου. Σάββατο 21 Απριλίου 2018 ιάρκεια Εξέτασης:3 ώρες ΘΕΜΑΤΑ

(Γραμμικές) Αναδρομικές Σχέσεις

Κεφάλαιο 4 ΜΟΝΟΔΙΑΣΤΑΤΑ ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. 4.1 Η ροή μιας διαφορικής εξίσωσης. Θεωρούμε πάλι το πρόβλημα αρχικών τιμών. x (0) = x 0, (4.1.

4.1 ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ 1 ΟΥ ΒΑΘΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο. ΓΕΩΜΕΤΡΙΚOΣ ΤΟΠΟΣ ΤΩΝ PIZΩN ή ΤΟΠΟΣ ΕVANS

b. Για κάθε θετικό ακέραιο m και για κάθε A. , υπάρχουν άπειρα το πλήθος πολυώνυμα ( x) [ x] m και ( A) 0.

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

τα βιβλία των επιτυχιών

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ - ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ. (εκπαιδευτικό υλικό Θετικής κατεύθυνσης ) ΜΕΡΟΣ Α : ΑΛΓΕΒΡΑ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

A, και εξετάστε αν είναι διαγωνίσιμη.

1 Επανάληψη εννοιών από τον Απειροστικό Λογισμό

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Κεφάλαιο 5. Το Συμπτωτικό Πολυώνυμο

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 1. Σταύρος Παπαϊωάννου

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 11. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

2.1 ΠΡΑΞΕΙΣ ΚΑΙ ΟΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥΣ

Γραµµικη Αλγεβρα ΙΙ Ασκησεις - Φυλλαδιο 10

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΠΟΛΥΩΝΥΜΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΘΕΜΑ Α. , έχει κατακόρυφη ασύμπτωτη την x 0.

Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

2.8 ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΜΠΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Ευστάθεια Συστηµάτων Αυτοµάτου Ελέγχου: Αλγεβρικά κριτήρια

Μιγαδικοί Αριθμοί. Μαθηματικά Γ! Λυκείου Θετική και Τεχνολογική Κατεύθυνση. Υποδειγματικά λυμένες ασκήσεις Ασκήσεις προς λύση

Ένα σύστημα γραμμικών διαφορικών εξισώσεων με σταθερούς πραγματικούς συντελεστές έχει την

(i) f(x, y) = xy + iy (iii) f(x, y) = e y e ix. f(z) = U(r, θ) + iv (r, θ) ; z = re iθ

ΕΝΟΤΗΤΑ 11: ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Ο μαθητής που έχει μελετήσει το κεφάλαιο αυτό θα πρέπει να είναι σε θέση:

n xt ( ) ( x( t),..., x( t)) U n, , i 1,..., n. Έτσι, η εξέλιξη του συστήματος των χημικών ουσιών διέπεται από το σύστημα των διαφορικών εξισώσεων:

Γεωµετρικη Θεωρια Ελεγχου

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΙΟΥΝΙΟΥ ΑΛΓΕΒΡΑ Β 2016

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. Να βρείτε τις ασύμπτωτες της γραφικής παράστασης της συνάρτησης f με τύπο


(, ) ( x0, ), τότε να αποδείξετε ότι το. x, στο οποίο όμως η f είναι συνεχής. Αν f ( x) 0 στο

ΑΣΥΜΠΤΩΤΕΣ ΓΡΑΦΙΚΗΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. Ημερομηνία: Πέμπτη 20 Απριλίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Μηχανική ΙI Ροή στο χώρο των φάσεων, θεώρηµα Liouville

4.3 ΠΟΛΥΩΝΥΜΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ & ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ

Λύσεις θεμάτων Α εξεταστικής περιόδου Χειμερινού εξαμήνου

ΟΡΙΑ ΣΥΝΕΧΕΙΑ: Τύποι - Βασικές έννοιες

Παραδείγματα Ιδιοτιμές Ιδιοδιανύσματα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014

Transcript:

1 Λ. Ζαχείλας Επίκουρος Καθηγητής Εφαρμοσμένων Μαθηματικών Τμήμα Οικονομικών Επιστημών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Οικονομική Δυναμική

Κατηγορίες f.p. σε γραμμικά διαφορικά συστήματα 1 ης τάξης Έστω το γενικό διαφ. σύστημα: a 11 a 12 Με: A = a 21 a 22 tr( A) = a 11 + a 22 = a 11 + a 12 = a 21 + a 22 Πίνακας των συντελεστών Ίχνος του Α det( A) = a 11 a 22 a 12 a 21 2 Δ = tr( A) det( A) Ορίζουσα του Α Διακρίνουσα τριωνύμου χαρακτηριστικής εξίσωσης (χ.ε.): A λi = Οι λύσεις της χ.ε. δίνονται από: r = s = tr( A) + Δ 2 tr( A) Δ 2 95

tr(a) < r, s : ομόσημες & αρνητικές Ευσταθές - Κόμβος det( A) > Δ > det( A) < tr(a) > r, s : ομόσημες & θετικές Ασταθές - Κόμβος r, s : ετερόσημες Ευστάθεια (υπό συνθήκες, ανάλογη των αρχ. συνθ.) - Σάγμα 96

Ευσταθές - Κόμβος tr(a) < - Δ = r, s : πραγμ. & ίσες - - - tr(a) > Άστρο, a 11 = a 22 και a 12 = a 21 = Ασταθές - Κόμβος - 97 - - -

tr(a) < r, s : συζυγείς μιγαδικές Ευσταθές - Σπείρα - tr( A) - - - Δ < tr(a) > r, s : συζυγείς μιγαδικές Ασταθές - Σπείρα - tr( A) = - - - - r, s : φανταστικές Ευσταθές Κέντρο 9 - - -

det( A) 2 tr( A) = det( A) Ευσταθές - Σπείρα - - - - - - Ασταθές - Σπείρα IV VI - - V Ευσταθές Κέντρο - Ευσταθές - Κόμβος I - - - II Ασταθές - Κόμβος III tr( A) Ευστάθεια/Αστάθεια - Σάγμα 99

Οριακοί κύκλοι : κλειστές ολοκληρωτικές καμπύλες, που λέγονται και τροχιές : ασυμπτωτικά ευσταθείς, εάν και μόνο όλες οι γειτονικές τροχιές τείνουν να πέσουν πάνω τους (είτε από μέσα, είτε από έξω), ενώ.. ασταθείς, εάν και μόνο όλες οι γειτονικές τροχιές απομακρύνονται : είναι περιοδική τροχιά (και όχι σημείο ισορροπίας, f.p.) και ως εκ τούτου η ευστάθεια (ή αστάθεια) καλείται τροχιακή ευστάθεια (ή αστάθεια) Ερώτηση: Πώς και πότε εμφανίζονται οι οριακοί κύκλοι; Απάντηση: Θεώρημα Poincare Bendison Αν σε μια περιοχή R, κάθε τροχιά που ξεκινά εντός της R, παραμένει στην R για όλο το χρονικό διάστημα, τότε δύο δυνατότητες υπάρχουν: (1) η τροχιά να προσεγγίσει ένα f.p. καθώς το t ή (2) η τροχιά να προσεγγίσει έναν οριακό κύκλο καθώς t Τότε η περιοχή R ονομάζεται αμετάβλητο σύνολο (invariant set) 1

Σημαντικές παρατηρήσεις για τους οριακούς κύκλους 1. Οι οριακοί κύκλοι είναι περιοδικές κινήσεις και άρα το σύστημα έχει μιγαδικές ρίζες 2. Αν οι οριακοί κύκλοι είναι ευσταθείς, τότε κάθε τροχιά στο εσωτερικό του πρέπει να αποκλίνει από το f.p. (trace(j) > ) 3. Αν οι οριακοί κύκλοι είναι ευσταθείς, οι εξωτερικές τροχιές συγκλίνουν στην κλειστή τροχιά (trace(j) < ). Άρα έχουμε ευσταθή οριακό κύκλο, εκεί που το trace(j) αλλάζει πρόσημο 5. Το Θ. P-B ισχύει μόνο για 2D χώρους 6. Αν υπάρχουν περισσότεροι οριακοί κύκλοι (και το Θ. P-B ισχύει), τότε εναλλάσσονται από ευσταθείς σε ασταθείς. Ο πιο εξωτερικός και ο πιο εσωτερικός είναι ευσταθείς. Και αν υπάρχει μόνο ένας που ικανοποιεί το Θεώρημα, τότε πρέπει να είναι ευσταθής Παράδειγμα (Maima) = + ( 2 + 2 ) = + ( 2 + 2 ) Δοκιμάστε αρχικές συνθήκες: (, ) = (,5,,5) & (1,5, 1,5) 11

Άσκηση: (Μοντέλο van der Pol) Η διαφορική εξίσωση 2 ης τάξης: µ(1 2 ) + = Μπορεί να γραφεί ισοδύναμα ως: = = µ(1 2 ) Δοκιμάστε αρχικές συνθήκες: (, ) = (.5,.5) & (1.5, ) 12 Άσκηση: (Μοντέλο Walrasian) Έστω Y : εκροή μιας καλής οικονομίας και L : εισροή εργατική Τότε ορίζεται μια συνάρτηση παραγωγής (διπλά διαφορίσιμη και αντιστρέψιμη): Y = f (L) L = f 1 (Y ) = ϕ(y ) & ϕ (Y ) > Στην ισορροπία, η τιμή p* = φ(y ) = c 1 + c 2 Y και D(p*,ϕ(Y *)) = Y * ( ) [ ϕ (Y )], β > Τελικά: p = α D p,ϕ(y ) Y, α > Έστω: Y = β p ϕ (Y ) =,7 +,5Y D(p) =,2 p 3 +, p 2 9 p + 5 Βρείτε το f.p. (Υποδ.: p* = 13, Y* = 2,26) Τότε (για α = 1): p =,2 p 3 +, p 2 9 p + 5 Y Y = β p,7,5y [ ] Να μελετηθεί για διάφορες τιμές της παραμέτρου β.

Διαφορικές εξισώσεις & συστήματα με τη μέθοδο Euler (στο Ecel) Η διαφορική εξίσωση (ή πρόβλημα αρχικών τιμών): Έχει ως λύση: = ϕ(t) =? d dt = f (,t), (t ) = Τότε (σε διακριτό χρόνο, αλλά μικρό Δt ): n = n 1 + f ( n 1 ) Δt Ενώ, αν έχουμε διαφορικό σύστημα: Τότε: 1 = + f (, ) Δt 1 = + g(, ) Δt Παράδειγμα (στο Ecel): d dt = 2 + 9 d dt = + + 3 () = 2, () = 2,Δt =.1 d dt = f (, ), (t ) = d dt = g(, ), (t ) = Άσκηση (στο Ecel): σύστημα Lorenz d = σ ( ) dt d = r z dt dz = bz dt σ = 1, r = 2, b = 2.6667, Δt =.1 () = 1, () =, z() = 13

1 Ασκήσεις: 1. Χρησιμοποιώντας το Maima, βρείτε τις τροχιές του συστήματος: και για τις ακόλουθες αρχικές τιμές: ( ) = (,2) (c)(, ) = (, 2) ( ) = (,5) (d)(, ) = (,5) (a), (b), = 3 = 2 + = 3 + 2. Δίνεται το ακόλουθο δυναμικό σύστημα: = 3 (i) Δείξτε ότι τα σημεία (, ) = (,) και (, ) = (,2) παραμένουν στο τεταρτημόριο Ι (όπως στο σχήμα της διαφάνειας 6) (ii) Δείξτε ότι τα σημεία (, ) = (-,-) και (, ) = (-,-2) παραμένουν στο τεταρτημόριο ΙΙΙ (όπως στο σχήμα της διαφάνειας 6) (iii) Δείξτε ότι τα σημεία (, ) = (2,1) και (, ) = (-2,-1) περνούν από το ένα τεταρτημόριο στο διπλανό πριν καταλήξουν στο σημείο ισορροπίας (iv) Το αρχικό σημείο (, ) = (2,-5) συγκλίνει στο σημείο ισορροπίας χωρίς να αλλάξει τεταρτημόριο; = 2 + 3 3. Δίνεται το δυναμικό σύστημα: = 3 + 2 (i) Δείξτε ότι οι χαρακτηριστικές ρίζες του συστήματος είναι r = 5 και s = -1 (ii) Βρείτε τα ιδιοδιανύσματα που αντιστοιχούν στις ανωτέρω ιδιοτιμές (t) = c (iii) Δείξτε ότι η λύση είναι: 1 e 5t + c 2 e t (t) = c 1 e 5t c 2 e t (iv) Βρείτε την ειδική λύση του προβλήματος αρχικών τιμών: () = 1 και () =

= 1 6 6 +. Δίνεται το μοντέλο θύματος θύτη Holling Tanner: =,2 1, (i) Βρείτε τα f.p. (ii) Μήπως κάποιο από τα f.p. εξελίσσεται σε ευσταθή οριακό κύκλο; 5. Δίνεται το μοντέλο του ελκυστή του Rossler: = z = +,2 z =,2 + z ( 2,5) (i) Δείξτε ότι το σύστημα έχει έναν οριακό κύκλο περιόδου ένα (ii) Σχεδιάστε (t) ως προς t = 2 έως 3 και αποδείξτε ότι το σύστημα καταλήγει να έχει το δύο διακεκριμένα πλάτη 15

Επαναληπτικές ασκήσεις στα Διακριτά Συστήματα 1. Στα παρακάτω Δ.Δ.Σ. βρείτε τα σημεία ισορροπίας (f.p.) και κατατάξτε τα σε ελκυστές, απωθητές ή τίποτα εκ των δύο: (i) n+1 = n n 2 (ii) n+1 = 2 n 2 n 2 (iii) n+1 = n 3 + µ n,µ = 1 9, 1, 1,5 Τι παρατηρείτε να συμβαίνει στο µ = -1; Πώς εξελίσσεται το Δ.Δ.Σ.; 2. Η ακολουθία Fibonacci είναι η: n = n 1 + n 2, = 1, 1 = 1 (i) (ii) (iii) Χρησιμοποιώντας το Ecel, δημιουργήστε αυτή την ακολουθία και βρείτε τους 5 πρώτους όρους (επαληθεύστε ότι όλοι είναι ακέραιοι). Λύστε το Δ.Δ.Σ. 2 ης τάξης με τη χρήση του Maima*. Μπορείτε να βρείτε σε ποιον αριθμό συγκλίνει ο λόγος των διαδοχικών όρων n+1 / n ; Τον λόγο αυτόν, τον βρήκατε μήπως πιο πριν; *Το Maima χρησιμοποιεί την συνάρτηση solve_rec για να λύσει γραμμικές εξισώσεις διαφορών. Οι εντολές (π.χ.) για να λύσετε το Δ.Δ.Σ.: n+2 = a* n+1 +b* n είναι: (%i1) load(solve_rec)$ (%i2) solve_rec(f[n+2]=a*f[n+1]+b*f[n],f[n]); Αν θέλουμε να λύσουμε το πρόβλημα αρχικών τιμών (π.χ.): f (1) = 1, f (2) = 2, τότε: (%i3) solve_rec(f[n+2]=a*f[n+1]+b*f[n],f[n],f[1]=1,f[2]=2); 16

3. Δίνονται οι πιο κάτω πίνακες (που αντιστοιχούν σε κάποιο γραμμικό διαφορικό σύστημα): (i) 3 5 2 2,(ii) 3 2 5 2, (iii) 3 2 5 2 (iv) 3 5 2 3, (v) 3 5 2 3, (vi) 3 5 2 2 Και στην πιο κάτω εικόνα, δίνονται τα φασικά πορτραίτα των 6 ανωτέρω συστημάτων. Βρείτε πιο πορτραίτο αντιστοιχεί σε ποιο γραμμικό σύστημα; (1) (2) (3) () (5) (6) 17

. Χρησιμοποιώντας το Ecel, συγκρίνατε τα δύο Δ.Δ.Σ., και για τις τιμές των παραμέτρων αρχικών τιμών που δίνονται: 2 t+1 = (1+ a) t b (i) a = 1,5 b =,1 = = 1 t t+1 = (1+ a) t 1+ b t (ii) a = 1,5 b =,1 = = 22 (iii) a = 2,2 b =,1 = = 1 (iv) a = 2,2 b =,1 = = 22 5. Να μελετηθούν ως προς την ευστάθεια, τα παρακάτω μοντέλα προσφοράς ζήτησης: (i) q t d = 1 3p t (ii) q t d = 25 p t (iii) q t d = 5 2,5p t q s t = 2 + p t 1 q d s t = q t q s t = 3+ p t 1 q d s t = q t q s t = 5+ 7,5p t 1 q d s t = q t = 3 + 6. Δίνεται το ακόλουθο δυναμικό σύστημα: = 3 (i) Δείξτε ότι τα σημεία (, ) = (,) και (, ) = (,2) παραμένουν στο τεταρτημόριο Ι (όπως στο σχήμα της διαφάνειας 6) (ii) Δείξτε ότι τα σημεία (, ) = (-,-) και (, ) = (-,-2) παραμένουν στο τεταρτημόριο ΙΙΙ (όπως στο σχήμα της διαφάνειας 6) (iii) Δείξτε ότι τα σημεία (, ) = (2,1) και (, ) = (-2,-1) περνούν από το ένα τεταρτημόριο στο διπλανό πριν καταλήξουν στο σημείο ισορροπίας (iv) Το αρχικό σημείο (, ) = (2,-5) συγκλίνει στο σημείο ισορροπίας χωρίς να αλλάξει τεταρτημόριο; = z 7. Δίνεται ο ελκυστής του Rossler: = + a z = b + z ( c) Χρησιμοποιείστε στο Ecel τη μέθοδο Euler για να επιλύσετε το παραπάνω διαφορικό σύστημα. Επιλέξτε ως βήμα ολοκλήρωσης Δt =,1, και a =,, b = 2, c =, για να υπολογίστε την τροχιά με αρχικές συνθήκες: (,, z) = (,1,,1,,1) και σχεδιάστε τις τρεις προβολές της (, ), (, z), (, z). 1