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2変数におけるダイナミクス(位相図)についての例題

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問題経済数学中級
2変数におけるダイナミクス(位相図)についての例題です。
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 時間を$t$として、変数$x \, , \, y$について、動学モデルがあるとします。

  $\dfrac{d x}{d t} = 4 \; – \; 2x + y$

  $\dfrac{d y}{d t} = \; – \; 6 + 3x + 3y$

※「▶」をクリックすると、回答を見ることができます。

【問題1】
 このモデルにおける定常点を求めてください。

【回答1】

 定常点においては、

  $\dfrac{d x}{d t} = 4 \; – \; 2x + y = 0$

  $\dfrac{d y}{d t} = \; – \; 6 + 3x + 3y =0$

であるから、この2式を解くと、

  $x=2 \, , \, y=0$

となります。

【問題2】
 このモデルにおける位相図を描いてください。

【回答2】

($dx/dt$)
$dx/dt > 0$のときには、

  $y > 2x \; – \; 4$

であるから、次のようになります。

  $y = 2x \; – \; 4$よりも上のとき、$x$は増加
  $y = 2x \; – \; 4$よりも下のとき、$x$は減少

($dy/dt$)
$dy/dt > 0$のときには、

  $y > \; – \; x + 2$

であるから、次のようになります。

  $y = \; – \; x + 2$よりも上のとき、$y$は増加
  $y = \; – \; x + 2$よりも下のとき、$y$は減少

(位相図)
 以上から、この動学モデルにおける位相図は、次のようになります。


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