Aplicación de diagrama de retroalimentación para la generación y solución de ecuaciones diferenciales lineales resolubles por cuadratura
Autores: Pascone, Romeo; Callahan, Cathryn
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Aplicación de diagrama de retroalimentación para la generación y solución de ecuaciones diferenciales lineales resolubles por cuadratura
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Nuevo método
Soluciones de cuadratura
Ecuaciones diferenciales lineales
Diagrama de retroalimentación
Ecuación de Riccati
Ecuaciones de segundo orden
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Se presenta en este artículo un nuevo método para generar y proporcionar soluciones en cuadratura a familias de ecuaciones diferenciales ordinarias lineales de segundo orden. Se basa en una comparación de diagramas de retroalimentación del sistema de control: uno representa el sistema y la ecuación en estudio y otro igualado a él y proporcionando soluciones. La conexión resultante de la ecuación de Riccati entre ellos se utiliza para generar y resolver grupos de ecuaciones parametrizadas por funciones y constantes arbitrarias. Este método también conduce a un mecanismo de solución formal para todas las ecuaciones diferenciales lineales de segundo orden que involucran una serie infinita de integrales de la derivada de Schwarz de cada ecuación. La practicidad de este mecanismo depende fuertemente de las tasas de convergencia de las series y las regiones permitidas para la convergencia. Se muestra que el método del diagrama de retroalimentación desarrollado es equivalente a un método comparable basado en la forma normal de la ecuación diferencial y otro que se basa en la agrupación de términos para reducir el orden de la ecuación, pero aumentando sus resultados. También se realizan aplicaciones a la ecuación de Helmholtz.
Descripción
Se presenta en este artículo un nuevo método para generar y proporcionar soluciones en cuadratura a familias de ecuaciones diferenciales ordinarias lineales de segundo orden. Se basa en una comparación de diagramas de retroalimentación del sistema de control: uno representa el sistema y la ecuación en estudio y otro igualado a él y proporcionando soluciones. La conexión resultante de la ecuación de Riccati entre ellos se utiliza para generar y resolver grupos de ecuaciones parametrizadas por funciones y constantes arbitrarias. Este método también conduce a un mecanismo de solución formal para todas las ecuaciones diferenciales lineales de segundo orden que involucran una serie infinita de integrales de la derivada de Schwarz de cada ecuación. La practicidad de este mecanismo depende fuertemente de las tasas de convergencia de las series y las regiones permitidas para la convergencia. Se muestra que el método del diagrama de retroalimentación desarrollado es equivalente a un método comparable basado en la forma normal de la ecuación diferencial y otro que se basa en la agrupación de términos para reducir el orden de la ecuación, pero aumentando sus resultados. También se realizan aplicaciones a la ecuación de Helmholtz.