The Archive

Home

❯

01. Semestr

❯

11 LSY

❯

notes

❯

Výpočet maticové exponenciely

Výpočet maticové exponenciely

07. 10. 20261 min čtení

Maticovou exponencielu lze analyticky vypočítat 4 základními způsoby:

  1. Z definice (Taylorova řada): eAt=I+∑k=1∞​k!Aktk​ Tato metoda je vhodná pro nilpotentní matice, pro které existuje m takové, že Am=0 (řada je pak konečná). Tyto matice mají všechna vlastní čísla rovna 0.

  2. Podobnostní transformace: Převedeme matici A do Jordanova kanonického tvaru J pomocí nesingulární transformační matice P (slouží ke změně báze). x(t)=PeJtP−1x0​⟹eAt=PeJtP−1 Matice P se skládá z vlastních vektorů matice A. Pro vícenásobná vlastní čísla vznikají bloky Ji​ a matice P se doplňuje o zobecněné vlastní vektory, splňující (A−λi​I)gvik​=gvik−1​.

  3. Cayley-Hamiltonův teorém: Každá matice vyhovuje svému charakteristickému polynomu. Z toho vyplývá, že maticovou exponencielu lze zapsat jako lineární kombinaci mocnin matice A až do řádu n−1: eAt=∑i=0n−1​αi​(t)Ai Koeficienty αi​(t) se spočítají pomocí vlastních čísel z rovnice f(λi​)=g(λi​).

  4. Inverzní Laplaceova transformace: Převod do s-roviny, inverze matice (sI−A) a zpětná transformace. eAt=L−1{(sI−A)−1}


Graf

Příchozí odkazy

  • Odezvy systémů