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Lineares System mit definiertem Stationärem Zustand
linsys-01-02b
multiple
57344
randRangeNonZero(-8,8) randRangeNonZero(-8,8) randRangeNonZero(-8,8) randRangeExclude(-8,8,[0,A]) -D*Y/X -A*X/Y

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

Bestimmen Sie die Einträge {\color{red}b} und {\color{teal}c} so, dass {\color{orange}y_{\infty}}= \begin{pmatrix} X \\ Y \end{pmatrix} ein Stationärer Zustand des Systems ist.

b \color{red} b = B
c \color{teal} c = C

Wir suchen eine Lösung \color{orange}y_{\infty} mit \color{orange}y_{\infty}' = 0, also {\color{red}b} und {\color{teal}c} mit A\cdot {\color{orange}y_{\infty}} = \begin{pmatrix} A & {\color{red}b} \\ {\color{teal}c} & D \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} X \\ Y \end{pmatrix} = {\color{blue} \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \end{pmatrix}} .

Wir rechnen \begin{pmatrix} A & {\color{red}b} \\ {\color{teal}c} & D \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} X \\ Y \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} negParens(A) \cdot negParens(X) + {\color{red}b} \cdot negParens(Y) \\ {\color{teal}c} \cdot negParens(X) + negParens(D) \cdot negParens(Y) \end{pmatrix} = {\color{blue} \begin{pmatrix} A*X \cdot + negParens(Y) \cdot {\color{red}b} \\ negParens(X) \cdot {\color{teal}c} + D *Y \end{pmatrix} }.

Damit muss gelten:

{\color{red}b} = fractionReduce(- A*X,Y) und {\color{teal}c} = fractionReduce(- D*Y,X).