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Temas notacionales en ecuaciones diferenciales

Yo soy el estudio de los sistemas dinámicos y tengo algunos problemas en la comprensión de la notación utilizada para las ecuaciones diferenciales.

Por ejemplo, cuando he leído

$$\overset{..}{x}=F(x),$$

¿cómo debo interpretarlo? Es preguntando a encontrar una función $x$ (definida en un conjunto abierto) tal que $x''(t)=F(x(t))$ todos los $t$? Si es así, ¿por qué no escribir $x''=F\circ x$ o $\overset{..}x =F\circ x$?

Entonces veo:

Vamos a llamar a $y$ la velocidad, es decir, la función de $\overset.x$. Supongamos que existe una función de $V$ tal que $F=\dfrac{-dV}{dx}$. A continuación, la cantidad de $E(x,y)=\frac12y^2+V(x)$ es constante cuando se $t$ cambios.

Qué significa que la función de $t\mapsto E(x(t),y(t))=\frac12y(t)^2+V(x(t))$ es constante? ¿Qué $\frac{-dV}{dx}$ significa? Simplemente $V'$? En la definición de derivada de una función nunca he visto algo como "derivada con respecto a x" o "derivada con respecto a t". Mi conjetura es que cuando escriben $\frac{dV}{dx}$ que significa la derivada de la función que se asigna a cada punto a su potencial (en este caso, simplemente,$V'$); y cuando escriben $\frac{dV}{dt}$ que significa la derivada de la función que se asigna el tiempo para el potencial en ese tiempo (que en este caso es la derivada de otra función, la función de $V\circ x$. Así es $(V\circ x)'=(V'\circ x)\cdot x'$). Es correcto?

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Did Puntos 1

Estos dos comentarios podría responder a la pregunta.


Todas sus interpretaciones son correctas. Su desconcierto es comprensible si usted es un matemático "puro" de entrar en el campo. Después de un tiempo, y si uno se ocupa de saber exactamente lo que uno está hablando, uno se acostumbra a estas anotaciones e, incluso, uno puede encontrar útil... – ¿


La razón para escribir $F(x)$ es que uno piensa que es un vector dado de campo: en cada punto de $x$ de su espacio de configuración no se adjunta un vector $F(x)$. Dada esta configuración, luego uno se busca la trayectoria de un movimiento de la partícula cuya aceleración está de acuerdo con este vector de campo en cada punto, y es aquí que uno de los abusos de la notación por escrito $x=x(t)$, en lugar de, digamos, $x=ϕ(t)$ (donde $x$ es la posición de la partícula y $ϕ$ es la función que describe cómo esta posición depende del tiempo; también satisface $ϕ″=F∘ϕ$). – Hans Lundmark

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