(1)
A=(5183)
∣A−λE∣=5−λ183−λ=(5−λ)(3−λ)−8=λ2−8λ+7=0=(λ−7)(λ−1)=0
∴λ=7,1
λ=7 のとき
(5−7183−7)(xy)=(00)
{−2x+8y=0x−4y=0x=4yよってP1=(41)
λ=1 のとき
(5−1183−1)(xy)=(00)
{4x+8y=0x+2y=0x=−2yよってP2=(2−1)
これから 固有値 λ1=7,λ2=1 固有ベクトル P1=(41),P2=(2−1)
(1)
から P1=(41),P2=(2−1)
P=(2−141)P−1=61(11−42)
P−1AP=61(11−42)(5183)(2−141)=(1007)
(3)
61(11−42)(x(0)y(0))=(X(0)Y(0))
(X(0)Y(0))=61(11−42)(11)=21(−11)
P−1(x(0)y(0))=(X(0)Y(0))から(x(0)y(0))=P(X(0)Y(0))
(x(0)′y(0)′)=A(x(0)y(0))=AP(X(0)Y(0))
P−1(x(0)′y(0)′)=P−1AP(X(0)Y(0))
(X′Y′)=(1007)(XY)
(3)
から
X′=X①
Y′=7Y②
X(0)=−21,Y(0)=21
①から
dtdX=X
∫X1dX=∫dt
logX=t+C1
eC1=C2 とおくと
X=Aet
X(0)=−21 から A=−21 これから
X=−21et
②から同様に考えて
Y=C3et
Y(0)=21 から B=21 これから
Y=21e7t
(x(t)y(t))=p(X(t)Y(t))=(2−141)(−21et21e7t)=21(−2et+4e7tet+e7t)