§ 12 Chiziqli yirik masshtabli sistemalar turg’unligi
masalasiga bog’liq bo’lgan ba’zi teoremalar
A n- tartibli kvadrat matritsa bo’lib,
0
,
,
A
A
A
T
- lar bu matritsani mos
ravishda bosh, bosh bo’lmagan dioganallarga va matritsa markaziga nisbatan
transponirlangani bo’lsin.
Quyidagi sistemalarni qaraymiz:
,
Ax
x
(7.110)
,
x
A
x
T
(7.111)
,
x
A
x
(7.112)
,
0
x
A
x
(7.113)
,
)
(
0
x
A
A
x
(7.114)
bu yerda
.
)
,...,
,
(
2
1
n
T
n
R
x
x
x
x
Teorema 7.19.
Agar (7.110) sistema muvozanat xolati turg’un
(asimptotik turg’un) yoki turg’unmas bo’lsa, u holda (7.111), (7.112), (7.113)
sistemalar muvozanat holati ham mos ravishda turg’un (asimptotik turg’un) yoki
turg’unmas bo’ladi.
Isbot: Transponirlangan matritsalarning xossalariga ko’ra quyidagiga ega
bo’lamiz.
,
0
E
A
E
A
E
A
E
A
T
ya’ni
0
,
,
,
A
A
A
A
T
matritsalarning xarakteristik ko’pxadlari bir xil bo’lib,
bundan teorema 1 ning to’g’riligi kelib chiqadi.
Teorema 7.20.
(7.110) sistema uchun
,
)
(
Px
x
x
v
T
(7.115)
205
kvadratik forma ko’rinishdagi Lyapunov funktsiyasi mavjud bo’lib, P matritsa
musbat aniqlangan, bosh dioganalga yoki matritsa markaziga nisbatan simmetrik
bo’lsin.Agar
1
1
1
PH
P
H
P
(7.116)
matritsa musbat aniqlangan bo’lsa, u xolda (7.110) sistema muvozanat xolati
turg’unligi (asimptotik turg’unligi) yoki turg’unmasligidan
HAx
x
(7.117)
sistema muvozanat xolatini mos ravishda turg’unligi, (asimptotik turg’unligi)
yoki turg’unmasligi kelib chiqadi, bu yerda H,
HA
–matritsa xosmas, musbat
aniqlangan, bosh dioganalga yoki matritsa markaziga nisbatan simmetrik.
Isbot: (7.117) sistema uchun Lyapunov funktsiyasini quyidagi kvadratik
forma ko’rinishda quramiz:
x
P
x
x
v
T
1
1
)
(
.
(7.118)
Teorema 7.20 ning shartiga ko’ra
1
P
matritsa musbat aniqlangan, shuning
uchun (7.118) funktsiya ham musbat aniqlangan bo’lib, undan (7.117) sistema
yordamida olingan xosila quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi:
).
(
)
(
)
(
)
(
)
(
1
1
1
1
1
1
1
x
v
x
PA
P
A
x
x
HA
PH
P
H
H
A
x
x
HA
P
P
HA
x
x
P
x
x
P
x
x
v
T
T
T
T
T
T
T
T
T
Bundan,
))
(
(
1
x
v
va
))
(
(
x
v
funktsiyalarning ishora aniqlanishi bir xil
ekanligi kelib chiqadi. Bu teorema 7.20 ning to’g’riligini isbotlaydi.
Teorema 7.21.
(7.110) sistema uchun (7.115) Lyapunov funktsiyasi
tuzilgan bo’lib, musbat aniqlangan
,
1
PH
HP
P
matritsa mavjud bo’lsin, bu yerda H, RN–matritsalar xosmas, musbat aniqlangan
va bosh dioganalga yoki matritsa markaziga nisbatan simmetrik bo’lsin. U holda
(7.110) sistema muvozanat xolatining turg’unligidan (asimptotik turg’unligidan)
yoki turg’unmasligidan
Ax
H
x
1
sistema muvozanat xolatini mos ravishda turg’unligi (asimptotik turg’unligi)
yoki turg’unmasligi kelib chiqadi. .
206
Isboti teorema 7.20 ning isboti kabidir.
Eslatma.
Agar teorema 7.20 (teorema 7.21) da
E
P
bo’lsa, u holda
teorema 7.20 (teorema 7.21)
)
(
1
1
1
H
P
H
P
da o’z kuchida qoladi.
Teorema 7.22.
Ex
x
x
v
T
)
(
funktsiya quyidagi sistema uchun Lyapunov funktsiyasi bo’lsin
,
0
x
A
x
(7.119)
bu yerda
E
R
A
R
x
n
n
n
,
,
0
- n-tartibli birlik matritsa va
m
H
H
H
,...,
,
2
1
matritsalar n o’lchovli, xosmas, musbat aniqlangan, bosh dioganalga yoki
matritsa markaziga nisbatash simmetrik matritsalardir.
U xolda (7.119) sistema muvozanat xolatining turg’unligi (asimptotik
turg’unligi) yoki turg’unmasligidan quyidagi
,
Ax
x
(7.120)
sistema muvozanat xolatining mos ravishda turg’unligi (asimptotik turg’unligi)
yoki turg’unmasligi kelib chiqadi. Bu yerda
m
i
i
i
A
A
1
yoki
m
i
i
i
A
A
1
,
m
i
A
H
A
A
H
A
i
i
i
i
i
,...,
2
,
1
,
0
,
,
0
1
0
,
m
i
i
1
2
0
.
Isboti:
Ex
x
v(x)
T
(7.119)sistema uchun Lyapunov funktsiyasi bo’lsin.
U xolda
x
A
A
x
x
v
T
T
)
(
)
(
0
0
.
(7.120) sistema uchun Lyapunov funktsiyasini quyidagi
,
)
(
1
1
x
H
x
x
v
T
kvadratik forma ko’rinishda quramiz, bu yerda
m
i
i
i
H
H
1
Teorema 7.22 ning shartiga ko’ra N musbat aniqlangan va bosh
dioganalga nisbatan simmetrik. Shuning uchun
)
(
1
x
v
funktsiya musbat
aniqlangan bo’lib,
207
.
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
x
v
x
A
A
x
x
HA
H
HH
A
x
x
A
H
H
H
H
A
x
x
A
H
H
A
x
x
A
H
H
A
x
x
v
T
T
T
T
m
i
i
i
m
i
T
i
i
T
T
m
i
i
i
m
i
T
i
i
T
T
T
bo’ladi. Bundan,
)
(
1
x
v
va
)
(
x
v
funktsiyalarning ishora aniqlanishi bir xil
ekanligi kelib chiqib, teorema 7.22 ning to’g’riligi isbotlanadi.
Agar teorema 7.22 da
j
k
n
j
k
A
A
j
k
,
,...,
2
,
1
,
,
va
,
1
j
k
bo’lib,
barcha qolgan
,
,
,
0
j
i
k
i
i
bo’lsa, u xolda A matritsa quyidagi shartni
qanoatlantiradi.
j
k
A
A
A
.
(7.121)
Endi (7.110)sistema muvozanat xolati turg’unligini ba’zi cheklanishlarda
qarab chiqamiz. Faraz qilaylik, (7.110) sistemadagi A matritsa matritsa
markaziga nisbatan simmetrik bo’lsin. Bu xolda (7.110) sistemani vertikal va
gorizantal simmetriya o’qlari bo’yicha yoki o’zaro muvozanatlashuvchi qism
sistemalar bo’yicha dekompozitsiya qilish mumkin.
Teorema 7.23.
Agar musbat aniqlangan n- tartibli R kvadrat matritsa
bosh va bosh bo’lmagan dioganallarga yoki matritsa markaziga nisbatan
simmetrik bo’lib,
Px
x
x
v
T
)
(
(7.122)
funktsiya (7.114) sistema uchun Lyapunov funktsiyasi bo’lsin. U xolda bu
funktsi (7.110) sistema uchun ham Lyapunov funktsiyasi bo’ladi, ya’ni (7.114)
sistema
muvozanat
holati
turg’unligi (asimptotik turg’unligi) yoki
turg’unmasligidan (7.110) sistema muvozanat xolatining mos ravishda
turg’unligi (asimptotik turg’unligi) yoki turg’unmasligi kelib chiqadi.
Isbot:
Bevosita tekshirib ko’rib, ishonch xosil qilish mumkinki
P
P
P
T
dan
0
P
P
ekanligi kelib chiqadi. SHuning uchun teorema 7.23 ni
0
P
P
xol uchun isbotlash yetarli. R matritsaning musbat aniqlanganligidan
(7.122) funktsiyani musbat aniqlanganligi kelib chiqadi. U xolda quyidagilarga
ega bo’lamiz:
208
)).
(
(
2
))
(
(
))
(
(
)
(
))
(
(
)
(
))
(
(
)
(
))
(
(
))
(
)
((
))
(
(
0
0
0
0
0
0
0
0
x
v
x
v
x
v
x
PA
P
A
x
x
v
x
A
P
P
A
x
x
v
x
PA
P
A
x
x
v
x
A
A
P
P
A
A
x
x
v
T
T
T
T
T
T
T
T
Bundan,
))
(
(
x
v
va
))
(
(
x
v
funktsilarni ishora aniqlanishi bir xil ekanligi kelib
chiqib, teorema 7.23 isbotlanadi.
Teorema 7.24.
Agar A matritsa bosh va bosh bo’lmagan dioganallarga
yoki matritsa markaziga nisbatan simmetrik bo’lib,
Px
x
x
v
T
)
(
,
funktsiya (7.110) sistema uchun Lyapunov funktsiyasi bo’lsin. (bu yerda P
musbat aniqlangan kvadratik matritsa). U xolda
x
P
x
x
v
T
0
1
)
(
va
x
P
P
x
x
v
T
)
(
)
(
0
2
funktsilar ham (7.110) sistema uchun Lyapunov funktsiyasi
bo’ladi.
Isboti:
P matritsaning musbat aniqlanganligidan
0
P
va
0
P
P
.
Matritsalarning ham musbat aniqlanganligi kelib chiqadi. Shuning uchun
)
(
1
x
v
va
)
(
2
x
v
funktsiyalar musbat aniqlangan bo’ladi. Teorema 7.24 ning shartiga ko’ra
0
A
A
. Bu shartdan quyidagilar kelib chiqadi:
.
)
(
))
(
(
,
)
(
)
(
)
)
(
)
(
(
))
(
(
,
)
(
)
(
)
(
))
(
(
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
1
x
PA
P
A
x
x
v
x
PA
P
A
x
x
PA
P
A
x
x
A
P
P
P
P
A
x
x
v
x
PA
P
A
x
x
A
P
P
A
x
x
A
P
P
A
x
x
v
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
Bundan teorema7.24 ning to’g’riligi kelib chiqadi. Shuningdek,
E
PA
P
A
E
PA
P
A
T
T
0
)
(
.
Teorema 7.25.
Agar n- o’lchovli A kvadrat matritsa bosh va bosh
bo’lmagan dioganallarga yoki matritsa markaziga nisbatan simmetrik bo’lsa, u
xolda bu matritsani musbat ( manfiy) aniqlangan bo’lishi uchun quyidagi
shartlarni bajarilishi yetarlidir:
k
n
2
da
;
)
)(
(
4
1
)
(
)
)
)(
((
4
1
)
(
.
2
)
0
)
(
(
0
)
(
.
1
0
2
2
0
2
2
1
2
0
2
2
0
2
2
1
2
1
1
T
T
T
M
M
T
T
T
M
m
M
m
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
1
2
k
n
da
209
,
)
)
)(
((
4
1
))
)
)(
((
)
(
2
(
)
(
,
)
)(
(
4
1
))
(
2
)
)(
((
)
(
.
5
,
)
)
(
(
)
(
.
4
),
0
,
0
)
(
(
0
,
0
)
(
.
3
0
2
2
0
2
2
1
,
1
0
2
2
0
2
2
2
1
1
2
1
,
1
1
2
0
2
2
0
2
2
1
,
1
1
0
2
2
0
2
2
2
1
2
1
,
1
1
2
1
,
1
1
1
,
1
1
1
,
1
1
1
,
1
1
T
T
T
M
k
k
T
T
T
M
M
k
k
M
T
T
T
M
k
k
m
T
T
T
M
k
k
m
k
k
M
k
k
m
k
k
M
k
k
m
A
A
A
A
a
A
A
A
A
A
a
a
A
A
A
A
A
a
A
A
A
A
A
a
a
A
a
a
A
a
a
A
a
A
a
A
bu yerda
1
A
va
2
A
matritsalar k- tartibli bo’lib,
0
1
0
2
2
1
A
A
A
A
A
dan aniqlanadi,
0
1
A
va
0
2
A
ularni mos ravishda matrittsa markaziga nisbatan
transponirlanganidir.
2
1
a
a
a
,
T
k
k
k
k
a
a
a
a
)
,...,
,
(
,
1
2
,
1
1
,
1
1
,
T
n
k
k
k
k
k
a
a
a
a
)
,...,
,
(
,
1
3
,
1
2
,
1
2
va
1
,
1
k
k
a
mos ravishda A matritsa markazida joylashgan vektor va skalyarlardir.
Isboti:
Agar matritsa bosh va bosh bo’lmagan diogonallarga nisbatan
simmetrik bo’lsa, u xolda u matritsa markaziga nisbatan ham simmetrik bo’ladi.
Shuning uchun teorema 7.25 ni matritsa markaziga nisbatan simmetrik bo’lgan
matritsalar uchungina isbotlaymiz.
k
n
2
bo’lsin, u xolda teorema 7.25 ning
shartiga ko’ra A matritsa quyidagi ko’rinishga ega
0
1
0
2
2
1
A
A
A
A
A
.
Quyidagi A matritsaga mos keluvchi kvadratik formani qaraymiz.
x
A
A
A
A
x
Ax
x
T
T
0
1
0
2
2
1
(7.123)
T
T
T
z
y
x
)
,
(
kabi
belgilash
kiritamiz,
bu
yerda
,
)
,...,
,
(
2
1
T
k
x
x
x
y
T
n
k
k
x
x
x
z
)
,...,
,
(
2
1
. U xolda quyidagilarni xosil qilamiz
2
0
1
0
2
2
0
2
2
2
1
1
0
1
0
2
2
1
0
1
0
2
2
1
0
1
0
2
2
1
)
(
)
)(
(
)
(
)
(
)
,
(
z
A
z
y
A
A
A
A
y
A
z
A
z
z
A
A
y
y
A
y
z
A
z
z
A
y
y
A
z
y
A
y
z
y
A
A
A
A
z
y
Ax
x
m
T
T
T
M
m
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
210
,
)
(
)
)
)(
((
2
1
)
)
)(
((
2
1
)
(
)
(
0
1
0
2
2
0
2
2
2
1
0
2
2
0
2
2
2
1
1
z
y
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
z
y
m
T
T
T
T
T
T
m
.
)
(
)
)
)(
((
2
1
)
)
)(
((
2
1
)
(
)
(
)
(
)
)(
(
)
(
0
1
0
2
2
0
2
2
2
1
0
2
2
0
2
2
2
1
1
0
1
0
2
2
0
2
2
2
1
2
1
z
y
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
z
y
z
A
z
y
A
A
A
A
y
A
Ax
x
M
T
T
T
M
T
T
T
M
M
M
T
T
T
M
M
T
Bundan kelib chiqadiki, agar teorema 7.25 dagi 1. va 2. shartlar bajarilsa,
u xolda (7.123) kvadratik forma va unga mos A matritsa musbat (manfiy)
aniqlanadi.
1
2
k
n
bo’lsin , u holds teorema 7.25 ning shartiga ko’ra A matritsa
quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi
0
1
0
2
0
2
0
1
1
,
1
1
2
2
1
)
(
A
a
A
a
a
a
A
a
A
A
T
k
k
T
.
A matritsaga mos quyidagi kvadratik formani qaraymiz:
x
A
a
A
a
a
a
A
a
A
x
Ax
x
T
k
k
T
T
T
0
1
0
2
0
2
0
1
1
,
1
1
2
2
1
)
(
,
(7.124)
Bu yerda
,
)
,
,
(
0
1
,
1
T
T
k
k
T
z
x
y
x
T
k
x
x
x
y
)
,...,
,
(
2
1
,
T
n
k
k
x
x
x
z
)
...,
,
,
(
3
2
0
.
U xolda quyidagilarga ega bo’lamiz:
,
)
(
)
(
)
,
,
(
0
0
1
0
1
,
1
0
0
2
1
,
1
1
,
1
1
,
1
0
2
2
0
1
0
1
,
1
0
1
0
2
0
2
0
1
1
,
1
1
2
2
1
0
1
,
1
z
A
z
x
a
z
x
a
ax
y
y
A
A
z
y
A
y
z
x
y
A
a
A
a
a
a
A
a
A
z
x
y
Ax
x
T
k
k
T
k
k
k
k
k
k
T
T
T
T
k
k
T
k
k
T
T
k
k
T
T
bu yerda
2
1
a
a
a
.
211
Bundan,
,
),
(
)
(
0
0
1
1
a
a
A
A
m
m
ekanligini xisobga olib, (7.124)
kvadratik forma uchun quyidagi quyidan va yuqoridan olingan baxolarga ega
bo’lamiz:
,
)
(
2
1
)
)(
(
2
1
2
1
2
1
)
)(
(
2
1
2
1
)
(
)
,
(
)
(
)
)(
(
)
(
0
1
,
1
1
0
2
2
0
2
2
2
1
1
,
1
0
2
2
0
2
2
2
1
1
0
1
,
1
2
0
1
1
,
1
0
2
1
,
1
1
,
1
1
,
1
0
0
2
2
0
2
2
2
1
2
1
z
x
y
A
a
A
A
A
A
a
a
a
A
A
A
A
a
A
z
x
y
z
A
x
z
a
x
a
x
y
a
z
y
A
A
A
A
y
A
Ax
x
k
k
m
T
T
T
M
k
k
T
T
T
M
m
k
k
m
k
k
k
k
k
k
k
k
T
T
T
M
m
T
.
)
(
2
1
)
)(
(
2
1
2
1
2
1
)
)(
(
2
1
2
1
)
(
)
,
(
)
(
)
)(
(
)
(
0
1
,
1
1
0
2
2
0
2
2
2
1
1
,
1
0
2
2
0
2
2
2
1
1
0
1
,
1
2
0
1
1
,
1
0
2
1
,
1
1
,
1
1
,
1
0
0
2
2
0
2
2
2
1
2
1
z
x
y
A
a
A
A
A
A
a
a
a
A
A
A
A
a
A
z
x
y
z
A
x
z
a
x
a
x
y
a
z
y
A
A
A
A
y
A
Ax
x
k
k
M
T
T
T
M
k
k
T
T
T
M
M
k
k
M
k
k
k
k
k
k
k
k
T
T
T
M
M
T
Bu baxolardan kelib chiqadiki, agar teorema 7.25 dagi 3., 4. va 5. shartlar
bajarilsa, u xolda (7.124) kvadratik forma va unta mos A matritsa musbat
(manfiy) aniqlangan bo’ladi.
Misol 7.4
Quyidagi oltinchi tartibli chiziqli sistemani qaraymiz:
Ax
x
,
(7.125)
bu yerda
,
)
,
,
,
,
,
(
6
5
4
3
2
1
T
x
x
x
x
x
x
x
2
0
1
0
0
1
1
2
0
1
0
1
1
0
3
1
0
0
0
0
1
3
0
1
1
0
1
0
2
1
1
0
0
1
0
2
A
.
A matritsa matritsa markaziga nisbatan simmetrik bo’lgani uchun
quyidagilarga ega bo’lamiz:
212
,
2
0
1
1
2
0
1
0
3
,
3
0
1
0
2
1
1
0
2
0
1
1
A
A
0
0
1
1
0
1
1
0
0
,
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
2
2
A
A
,
5
2
1
2
2
2
1
2
5
)
)(
(
,
0
1
2
1
0
1
2
1
0
0
2
2
0
2
2
0
2
2
T
T
T
T
A
A
A
A
A
A
.
5
,
1
)
)
)(
((
4
1
909924
,
1
)
(
,
6
)
)
)(
((
,
0
68
,
3
)
(
)
(
,
0
382
,
1
)
(
)
(
0
2
2
0
2
2
1
2
0
2
2
0
2
2
0
1
1
0
1
1
T
T
T
M
M
T
T
T
M
m
m
M
M
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
Demak, teorema 7.25 ga asosan A matritsa manfiy aniqlangan va (7.125)
sistema muvozanat xolati asimptotik turg’un bo’ladi.
Dostları ilə paylaş: |