Области затухающих и взрывных колебаний.
По теореме Виета АгА2 = -а2, так что условие (7) необходимо и в случае О > 0, но здесь оно не является достаточным. Система неравенств
дает необходимое и достаточное условие устойчивости для данного случая. Прежде всего заметим, что для этого требуется, чтобы имело место неравенство \а\\ < 2.
Далее, систему можно заменить одним неравенством:
2- |а1|, ИЛИ а\ + 4а2 < 4 -
откуда
а2 < 1 - К1-
Последнему неравенству отвечают точки внутри угла АС В на рисунке.
Объединяя все полученные результаты, условие устойчивости можно представить в виде двойного неравенства:
-1 <а2 < 1 - |а!|, (8)
которому отвечают внутренние точки треугольника АС В.
Глава 9. Теория экономических циклов
Математическое приложение 2
Уравнение (9.2) имеет вид уравнения (2), при этом
«1 = Су + х; ач = —х.
Заметим, что Су ^ 0 и х ^ 0 в силу экономического содержания этих параметров. Согласно теореме Виета,
а! • А? =
Условие I) = 0, разделяющее колебательные и неколебательные решения, теперь имеет вид (Су + х)2 - 4х — О, откуда
х < 4.
При Су < 1^х—х характеристическое уравнение имеет вещественные корни. Из неотрицательности параметров Су и х и равенств (9) следует, что оба корня неотрицательны и обе компоненты решения (4) изменяются монотонно. При Су < 2^/x — х решение носит колебательный характер.
Условие устойчивости (8) теперь принимает вид
-1 < -х < I - (Су +х), т. е. представляет собой систему неравенств:
Су = 2Vx + т - х. Условие устойчивости принимает вид системы неравенств:
х < 1 — га, Су < 1 + га.
Графически при т > 0 это соответствует сдвигу всех построений на т единиц влево и на такую же величину вверх; значениям т < О соответствует сдвиг в противоположном направлении.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Запишем уравнения (9.24) и (9.28) в следующем виде: абг = [рг/1 - (7 + «)] $<,
[1-г?(а + п)-^]
= - - "< •
I Л 1
На рис. 9.2 устойчивому движению соответствуют области / (монотонное движение) и // (колебательное движение). Неустойчивому движению соответствуют области /// (колебательное движение) и IV (монотонное). Области V соответствуют синусоидальные колебания с постоянной амплитудой.
Моделям, рассмотренным в разделе 9.1.2, соответствует однородное конечно-разностное уравнение вида
_1 - (х + га)Д</(_2,
Разделив левые и правые части этих уравнений друг на друга, получим
(1)
Интеграл уравнения (1) равен 1 Г 1 1 Г
где А — интегральная постоянная. Из уравнения (2) следует
где т = I для уравнения (9.8) и т = —/г для уравнения (9.10). Вследствие этого парабола АОВ смещается (см. рисунок, б).
Обозначим х* = х + т, С*- = Су — т. Тогда уравнению можно придать вид, аналогичный уравнению (9.2):
Таким образом, все приведенные выше условия относительно параметров Су та х переносятся на параметры С* их*. Кривая, разделяющая области монотонного и колебательного решений, теперь описывается уравнением
Су — гп = 2 \/х + т — (х + га),
•п
Обозначив 1-"^+та)
виде
ехр
или
где Уг = «/• е
=3,и_(7 + а) = /1, представим равенство (3) в
( -- - + А) = ехр(Л1п«/< +
/I
(•I)
= 649 ехр(-<5</г?).
Глава 9. Теория экономических циклов
Математическое приложение 2
Уравнение (4) описывает семейство интегральных кривых для системы дифференциальных уравнений (9.24) и (9.28). Каждому значению А соответствует своя кривая.
Для графического построения интегральной кривой исследуем сперва дефиниционные функции: У^ = V^ ехр(р^) и X* = 6<> еxр(-8^/^)). Поскольку vi > 0, <5< > 0, то У* и Х< тоже положительны, а следовательно, их графики целиком располагаются в квадрантах с осями У<, ^* к X^,6^.
Для определения экстремума У( приравняем ее первую производную нулю:
= — + р У, = 0.
Следовательно, экстремум У^ достигается при —Н/р = v*. Поскольку
у,,
т. е.
то найденный экстремум является минимумом. Экстремум XI достигается при
аг. _! << <
—— = дв* ехр(--)- ь ехр(--) «о* ту т\ т)
т. е. при ог — дг] = 6*. Поскольку
т. е.
аб'{
то достигнут максимум.
На основе полученных результатов на рисунке построена интегральная кривая.
Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 570 | Нарушение авторских прав
|