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Lineares System mit Stationärem Zustand
linsys-01-01
multiple
2244
randRange(-8,8) randRangeExclude(-8,8,[0,A,-A]) randRangeExclude(-8,8,[A,-A,C,-C]) A*D/C

Die Matrix A= \begin{pmatrix} A & {\color{red}b}\\ C & D \end{pmatrix} definiert ein System y' = A \cdot y.

Bestimmen Sie den Eintrag {\color{red}b} so, dass das System einen Stationäre Zustand hat.

b \color{red} b = A*D/C

Für einen Eigenvektor v mit zugehörigem Eigenwert \lambda ist y mit y(t) = e^{\lambda \cdot t}\cdot v eine Lösung des Systems.

Für \lambda =0 ist e^{\lambda \cdot t} = e^{0} = 1, und der zugehörigen Eigenvektor liefert einen stationären Zustand.

Den Eigenwert Null gibt es genau dann, wenn \det(A) = 0.

Es ist \det(A) = negParens(A) \cdot negParens(D) - {\color{red}b} \cdot negParens(C).

Setzen wir dies gleich Null und lösen nach {\color{red}b} auf:

{\color{red}b} = fractionReduce(A*D,C).