Ecuaciones diferenciales y campos vectoriales









Campo de direcciones o de pendientes de una ecuación diferencial. Campo de un sistema de ecuaciones diferenciales

Trayectorias tangentes a un campo de direcciones





Transparencia 1









Trayectorias de un sistema de Volterra-Lotka


Trayectorias de otro sistema de Volterra-Lotka




Trayectorias tangentes a un campo vectorial.


Trayectorias tangentes a un campo vectorial.


Trayectorias de una ecuación de la forma x'=f(t).


Trayectorias de una ecuación autónoma: x'=f(x).


Trayectorias de una familia de ecuaciones diferenciales x'=f(t,x,λ).






Película sobre la línea de fases de una ecuación diferencial autónoma.



Transparencia 2








La figura siguiente enlaza a una imagen .gif con trayectorias de la ecuación diferencial

$\displaystyle{ \frac{dy}{dx}=2y^2-5y+x }$




La misma imagen en formato gif en blanco y negro con trayectorias de la ecuación diferencial

$\displaystyle{ \frac{dy}{dx}=2y^2-5y+x }$








Transparencia 3






Película .mpg en blanco y negro de la Transparencia 3: Obsérvese que es una ecuación diferencial autónoma.










La ecuación diferencial x'=|x|




Trayectorias (x(t),y(t)) del sistema diferencial autónomo plano

x'= -y + x(1 - x2 - y2),
y'= x + y(1 - x2 - y2).


Todas las trayectorias tienden a la circunferencia unidad x2 + y2=1 , que es un ciclo límite.

Esto puede verse en las imágenes siguientes.



Tras la clase del 22 de marzo de 2010: Hemos llamado F(x,y) al campo vectorial
(-y+x(1-x2-y2),x+y(1-x2-y2))
asociado a este sistema autónomo plano. Después hemos calculado F(0,0'2)=(-0'2,0'192). Al comparar este vector con el vector horizontal que se ve cerca de (0,0'2) en la Figura de más arriba, nos hemos quedado un poco perplejos. Probando con Maple 12 hemos obtenido las dos figuras que siguen. En la de la izquierda los vectores guardan proporción con su verdadera longitud. La figura de la derecha ignora la longitud de los vectores. Eso es todo.



Acreditaciones


Un popurrí de animaciones matemáticas.


Portada de la Sección Departamental

Modificada el 4 de julio de 2018.

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