Equilibrium points occur when both dx/dt = 0 and dy/dt = 0.
( 4 − 2 x + y ) x = 0 (4-2x+y)x=0 ( 4 − 2 x + y ) x = 0
( 4 + x − 2 y ) y = 0 (4+x-2y)y=0 ( 4 + x − 2 y ) y = 0 x = 0 : 4 + 0 − 2 y = 0 = > y = 2 x=0: 4+0-2y=0=>y=2 x = 0 : 4 + 0 − 2 y = 0 => y = 2
Point ( 0 , 2 ) (0, 2) ( 0 , 2 )
y = 0 : 4 − 2 x + 0 = 0 = > x = 2 y=0: 4-2x+0=0=>x=2 y = 0 : 4 − 2 x + 0 = 0 => x = 2
Point ( 2 , 0 ) (2, 0) ( 2 , 0 )
4 − 2 x + y = 0 4 + x − 2 y = 0 \begin{matrix}
4-2x+y=0 \\
4+x-2y=0
\end{matrix} 4 − 2 x + y = 0 4 + x − 2 y = 0 x = 4 , y = 4 x=4, y=4 x = 4 , y = 4
Point ( 4 , 4 ) (4,4) ( 4 , 4 )
J = [ 4 − 4 x + y x y 4 + x − 4 y ] J=\begin{bmatrix}
4-4x+y & x \\
y & 4+x-4y
\end{bmatrix} J = [ 4 − 4 x + y y x 4 + x − 4 y ]
Point ( 0 , 2 ) (0, 2) ( 0 , 2 )
J = [ 6 0 2 − 4 ] J=\begin{bmatrix}
6 & 0 \\
2 & -4
\end{bmatrix} J = [ 6 2 0 − 4 ]
Find the eigenvalues
∣ 6 − λ 0 2 − 4 − λ ∣ \begin{vmatrix}
6-\lambda & 0 \\
2 & -4-\lambda
\end{vmatrix} ∣ ∣ 6 − λ 2 0 − 4 − λ ∣ ∣
( 6 − λ ) ( − 4 − λ ) = 0 ( 6-\lambda)( -4-\lambda)=0 ( 6 − λ ) ( − 4 − λ ) = 0
λ 1 = 6 > 0 , λ 2 = − 4 < 0 \lambda_1=6>0, \lambda_2=-4<0 λ 1 = 6 > 0 , λ 2 = − 4 < 0 The equilibrium point ( 0 , 2 ) (0, 2) ( 0 , 2 ) is unstable.
Point ( 2 , 0 ) (2, 0) ( 2 , 0 )
J = [ − 4 2 0 6 ] J=\begin{bmatrix}
-4 & 2 \\
0 & 6
\end{bmatrix} J = [ − 4 0 2 6 ]
Find the eigenvalues
∣ − 4 − λ 2 0 6 − λ ∣ \begin{vmatrix}
-4-\lambda & 2 \\
0 & 6-\lambda
\end{vmatrix} ∣ ∣ − 4 − λ 0 2 6 − λ ∣ ∣
( − 4 − λ ) ( 6 − λ ) = 0 ( -4-\lambda)(6-\lambda)=0 ( − 4 − λ ) ( 6 − λ ) = 0
λ 1 = 6 > 0 , λ 2 = − 4 < 0 \lambda_1=6>0, \lambda_2=-4<0 λ 1 = 6 > 0 , λ 2 = − 4 < 0 The equilibrium point ( 2 , 0 ) (2, 0) ( 2 , 0 ) is unstable.
Point ( 4 , 4 ) (4, 4) ( 4 , 4 )
J = [ − 8 4 4 − 8 ] J=\begin{bmatrix}
-8 & 4 \\
4 & -8
\end{bmatrix} J = [ − 8 4 4 − 8 ]
Find the eigenvalues
∣ − 8 − λ 4 4 − 8 − λ ∣ \begin{vmatrix}
-8-\lambda & 4 \\
4 & -8-\lambda
\end{vmatrix} ∣ ∣ − 8 − λ 4 4 − 8 − λ ∣ ∣
( − 8 − λ ) ( − 8 − λ ) − 16 = 0 ( -8-\lambda)(-8-\lambda)-16=0 ( − 8 − λ ) ( − 8 − λ ) − 16 = 0
λ 1 = − 12 < 0 , λ 2 = − 4 < 0 \lambda_1=-12<0, \lambda_2=-4<0 λ 1 = − 12 < 0 , λ 2 = − 4 < 0 The equilibrium point ( 4 , 4 ) (4, 4) ( 4 , 4 ) is stable.
Comments