数学代写|常微分方程代写ordinary differential equation代考|Systems of linear ODEs

如果你也在 怎样代写常微分方程Ordinary Differential Equations 这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。常微分方程Ordinary Differential Equations在数学中,常微分方程(ODE)是包含一个或多个独立变量的函数以及这些函数的导数的微分方程。术语普通是与术语偏微分方程相对应的,后者可能涉及一个以上的独立变量。

常微分方程Ordinary Differential Equations在常微分方程中,线性微分方程起着突出的作用,原因有几个。在物理学和应用数学中遇到的大多数基本函数和特殊函数都是线性微分方程的解(见整体函数)。当用非线性方程对物理现象进行建模时,一般用线性微分方程来近似,以便于求解。少数可以显式求解的非线性ODE,一般是通过将方程转化为等效的线性ODE来解决的(见,例如Riccati方程)。

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数学代写|常微分方程代写ordinary differential equation代考|Systems of linear ODEs

数学代写|常微分方程代写ordinary differential equation代考|Systems of linear ODEs

A particular class of ODE systems occurs when all components of the solution function appear linearly in the system. A general linear ODE system of $n$th order is given by
$$
\begin{aligned}
& y_1^{\prime}=a_{11}(x) y_1+a_{12}(x) y_2+\cdots+a_{1 n}(x) y_n+b_1(x) \
& y_2^{\prime}=a_{21}(x) y_1+a_{22}(x) y_2+\cdots+a_{2 n}(x) y_n+b_2(x) \
& \begin{array}{lllll}
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots & \ldots
\end{array} \
& y_n^{\prime}=a_{n 1}(x) y_1+a_{n 2}(x) y_2+\cdots+a_{n n}(x) y_n+b_n(x) \text {, } \
&
\end{aligned}
$$
where $a_{i j}(x), i, j=1, \ldots, n$ are the coefficient functions of the system, and $b_1(x), \ldots, b_n(x)$ represent the inhomogeneity functions, which are also called the source terms. We assume that these functions are continuous in some closed interval $I$ or, at least, suppose that they are measurable on $I$ and there exists functions $m$ that are Lebesgue integrable and provide bounds on the $a_{i j}$ and $b_j$ as in Theorem 3.8. In both cases, these assumptions guarantee existence of solutions.
Clearly, the system (4.26) can be put in the form (4.1) as follows:
$$
f_i\left(x, y_1, \ldots, y_n\right)=\sum_{i=1}^n a_{i j}(x) y_j+b_i(x)
$$

Further, we can write (4.26) in the following compact form
$$
y^{\prime}=A(x) y+b(x)
$$
where
$$
A(x)=\left(\begin{array}{ccc}
a_{11}(x) & \cdots & a_{1 n}(x) \
\vdots & & \vdots \
a_{n 1}(x) & \cdots & a_{n n}(x)
\end{array}\right), \quad b(x)=\left(\begin{array}{c}
b_1(x) \
\vdots \
b_n(x)
\end{array}\right) .
$$
In this linear setting, it is clear that the function $f(x, y)$ satisfies a Lipschitz condition in $y$ as follows:
$$
\left|f\left(x, y_1\right)-f\left(x, y_2\right)\right| \leq L\left|y_1-y_2\right|
$$
for every $\left(x, y_1\right)$ and $\left(x, y_2\right)$ in $D, x \in I$.

数学代写|常微分方程代写ordinary differential equation代考|Systems of linear homogeneous ODEs

As in the scalar case discussed in Section 2.2 , it is convenient to proceed with our discussion on (4.29) by considering first the corresponding linear homogeneous case given by
$$
y^{\prime}=A(x) y, \quad x \in I
$$
Notice that the zero vector function on $I$ is a solution to this equation. Furthermore, if $y_1$ and $y_2$ are solutions to (4.30) and $c_1, c_2$ are two real num(4.30) form a vector space. The next step is to show that this vector space is $n$-dimensional. This comes from the fact that $y(x) \in \mathbb{R}^n$ and the existence and uniqueness of solutions to (4.30) with a given initial condition. To illustrate this fact, let $\psi^k, k=1, \ldots, n$, be $n$ linearly independent vectors of $\mathbb{R}^n$. Clearly, we cannot have more than $n$. Now, choose $x_0 \in I$ and consider the initialvalue problems $y^{\prime}=A(x) y, y\left(x_0\right)=\psi^k$, where $k=1, \ldots, n$. Hence, for each $k$, we obtain a solution $y^k$ on $I$ with $y^k\left(x_0\right)=\psi^k$. Now, if the $y^k$ are linearly dependent, there exist $n$ coefficients $c_k, k=1, \ldots, n$, with $\left|c_1\right|+\ldots+\left|c_n\right|>0$, such that
$$
\sum_{k=1}^n c_k y^k(x)=0, \quad x \in I .
$$
This implies that also the initial conditions $\psi^k$ are linearly dependent, a contradiction.

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常微分方程代写

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当解函数的所有分量在系统中线性出现时,就会出现一类特殊的ODE系统。阶阶为$n$的一般线性ODE系统由式给出
$$
\begin{aligned}
& y_1^{\prime}=a_{11}(x) y_1+a_{12}(x) y_2+\cdots+a_{1 n}(x) y_n+b_1(x) \
& y_2^{\prime}=a_{21}(x) y_1+a_{22}(x) y_2+\cdots+a_{2 n}(x) y_n+b_2(x) \
& \begin{array}{lllll}
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots & \ldots
\end{array} \
& y_n^{\prime}=a_{n 1}(x) y_1+a_{n 2}(x) y_2+\cdots+a_{n n}(x) y_n+b_n(x) \text {, } \
&
\end{aligned}
$$
其中$a_{i j}(x), i, j=1, \ldots, n$为系统的系数函数,$b_1(x), \ldots, b_n(x)$为非均匀性函数,也称为源项。我们假设这些函数在某个闭区间$I$上连续,或者至少假设它们在$I$上是可测的,并且存在如定理3.8中那样在$a_{i j}$和$b_j$上是勒贝格可积的并给出界的函数$m$。在这两种情况下,这些假设保证了解的存在性。
显然,系统(4.26)可以写成(4.1)的形式如下:
$$
f_i\left(x, y_1, \ldots, y_n\right)=\sum_{i=1}^n a_{i j}(x) y_j+b_i(x)
$$

此外,我们可以将(4.26)写成以下紧凑形式
$$
y^{\prime}=A(x) y+b(x)
$$
在哪里
$$
A(x)=\left(\begin{array}{ccc}
a_{11}(x) & \cdots & a_{1 n}(x) \
\vdots & & \vdots \
a_{n 1}(x) & \cdots & a_{n n}(x)
\end{array}\right), \quad b(x)=\left(\begin{array}{c}
b_1(x) \
\vdots \
b_n(x)
\end{array}\right) .
$$
在这个线性设置中,很明显,函数$f(x, y)$满足$y$中的Lipschitz条件如下:
$$
\left|f\left(x, y_1\right)-f\left(x, y_2\right)\right| \leq L\left|y_1-y_2\right|
$$
对于$D, x \in I$中的每个$\left(x, y_1\right)$和$\left(x, y_2\right)$。

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与第2.2节讨论的标量情况一样,为了便于继续讨论(4.29),首先考虑由
$$
y^{\prime}=A(x) y, \quad x \in I
$$
注意$I$上的零向量函数是这个方程的解。进一步,如果$y_1$和$y_2$是(4.30)的解,$c_1, c_2$是两个实数(4.30)形成向量空间。下一步是证明这个向量空间是$n$维的。这源于$y(x) \in \mathbb{R}^n$和(4.30)在给定初始条件下解的存在性和唯一性。为了说明这个事实,设$\psi^k, k=1, \ldots, n$是$\mathbb{R}^n$的$n$线性无关向量。显然,我们不能有更多的$n$。现在,选择$x_0 \in I$并考虑初始值问题$y^{\prime}=A(x) y, y\left(x_0\right)=\psi^k$,其中$k=1, \ldots, n$。因此,对于每个$k$,我们用$y^k\left(x_0\right)=\psi^k$在$I$上得到一个解$y^k$。现在,如果$y^k$是线性相关的,存在$n$系数$c_k, k=1, \ldots, n$和$\left|c_1\right|+\ldots+\left|c_n\right|>0$,使得
$$
\sum_{k=1}^n c_k y^k(x)=0, \quad x \in I .
$$
这也意味着初始条件$\psi^k$是线性相关的,这是一个矛盾。

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。

有限元方法代写

有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

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