Autor Tema: Solución asintótica del sistema de Markov

0 Usuarios y 1 Visitante están viendo este tema.

16 Enero, 2018, 10:58 am
Leído 1323 veces

Maria_mates

  • $$\Large \color{#5372a0}\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 63
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Femenino
Hola! EStoy resolviendo este ejercicio y el apartado a) y b) he sabido resolver, pero el c) no estoy segura de como se hace. Os lo planteo.

a) Razonar si es de Marko el siguiente proceso en diferencias

\( \begin{cases} x^{(k+1)} = \begin{bmatrix}{1/2}&{1/2}&{1/3}\\{1/2}&{1/2}&{1/3}\\{0}&{0}&{1/3}\end{bmatrix}x^{(k)}  \\ x^{(0)} = ( 9,9,18). \end{cases} \)

b) Demostrar que la matriz A del proceso anterior es diagonaizable. Utilizar la diagonal para calcular \( A^{k} \).

c) Utilizar el aparatado anterior para calcular \(  x^{(4)}  \). Razonar cual es la solución asintótica del sistema.

Espero que me puedan ayudar. Muchas gracias a todos.

16 Enero, 2018, 11:07 am
Respuesta #1

Luis Fuentes

  • el_manco
  • Administrador
  • Mensajes: 58,907
  • País: es
  • Karma: +0/-0
Hola

Hola! EStoy resolviendo este ejercicio y el apartado a) y b) he sabido resolver, pero el c) no estoy segura de como se hace. Os lo planteo.

a) Razonar si es de Marko el siguiente proceso en diferencias

\( \begin{cases} x^{(k+1)} = \begin{bmatrix}{1/2}&{1/2}&{1/3}\\{1/2}&{1/2}&{1/3}\\{0}&{0}&{1/3}\end{bmatrix}x^{(k)}  \\ x^{(0)} = ( 9,9,18). \end{cases} \)

b) Demostrar que la matriz A del proceso anterior es diagonaizable. Utilizar la diagonal para calcular \( A^{k} \).

c) Utilizar el aparatado anterior para calcular \(  x^{(4)}  \). Razonar cual es la solución asintótica del sistema.

Espero que me puedan ayudar. Muchas gracias a todos.

Si has resuelto (b) supongo que has hallado la forma diagonal \( D \) y la matriz de paso \( P \) (formada por los autovectores en columna) de manera que:

\( D=P^{-1}AP \) ó equivalentemente \( A=PDP^{-1} \)

y de ahí:

\( A^k=PD^kP^{-1} \)

Entonces \( x^{(4)}=A^4X^{(0)} \).

Además:

\( \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}A^n=P\left(\displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}D^n\right)P^{-1} \)

El límite de \( D^n \) es muy fácil de hallar porque es una matriz diagonal.

¿Puedes terminar ahora?¿Qué duda concreta te surje?.

Saludos.

16 Enero, 2018, 11:31 am
Respuesta #2

Maria_mates

  • $$\Large \color{#5372a0}\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 63
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Femenino
Me ha ayudado mucho la lo que me has dicho de el limite, pero el problema me surge en que en la matriz \( D  \) es de la siguiente forma:
\begin{pmatrix}{1^n}&{0}&{0}\\{0}&{(1/3)^n}&{0}\\{0}&{0}&{0^n}\end{pmatrix}

Así pues al hacer \( \displaystyle\lim_{x \to{+}\infty}{\begin{pmatrix}{1^n}&{0}&{0}\\{0}&{(1/3)^n}&{0}\\{0}&{0}&{0^n}\end{pmatrix}} \),

al elevar \( 1^\infty \) me quedaría una indeterminación, no? O pondría como resultado 1 ?

Espero haberme explicado bien :)

16 Enero, 2018, 12:23 pm
Respuesta #3

Luis Fuentes

  • el_manco
  • Administrador
  • Mensajes: 58,907
  • País: es
  • Karma: +0/-0
Hola

Me ha ayudado mucho la lo que me has dicho de el limite, pero el problema me surge en que en la matriz \( D  \) es de la siguiente forma:
\begin{pmatrix}{1^n}&{0}&{0}\\{0}&{(1/3)^n}&{0}\\{0}&{0}&{0^n}\end{pmatrix}

Así pues al hacer \( \displaystyle\lim_{x \to{+}\infty}{\begin{pmatrix}{1^n}&{0}&{0}\\{0}&{(1/3)^n}&{0}\\{0}&{0}&{0^n}\end{pmatrix}} \),

al elevar \( 1^\infty \) me quedaría una indeterminación, no? O pondría como resultado 1 ?

El límite:

\( \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}1^n=\displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}1=1 \)

no esta indeterminado. ¡Es el límite de la sucesión constante \( 1 \)!:

\( 1^1=1,\quad 1^2=1,\quad 1^3=1,\quad 1^4=1,\quad \ldots \)

La intedeterminación \( 1^\infty \) significa que cuando tenemos \( \{a_n\} \) convergente a \( 1 \) y \( \{b_n\} \)  convergente a \( +\infty \) a prioiri y sin más información no podemos saber cuanto vale el límite:

\( \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}a_n^{b_n} \)

Pero en tu caso tenemos una información extra decisiva... !\( a_n=1 \)! y por tanto \( a_n^{b_n}=1 \) para todo \( n \): sucesión constante.

Saludos.

16 Enero, 2018, 01:31 pm
Respuesta #4

Maria_mates

  • $$\Large \color{#5372a0}\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 63
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Femenino
Ups! Es cierto que no es una sucesión . A veces queremos complicarnos más de lo que es

Muchas gracias

17 Enero, 2018, 10:42 am
Respuesta #5

Maria_mates

  • $$\Large \color{#5372a0}\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 63
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Femenino
Hola, estoy calculando la solución asintótica y he obtenido que

\( \displaystyle\lim_{x \to{+}\infty}{A^k} = \begin{pmatrix}{1/2}&{1/2}&{1/2}\\{1/2}&{1/2}&{1/2}\\{0}&{0}&{0}\end{pmatrix} \)

Pero y bien, al ser una fila nula y la otra dependiente de la primera cual sería su solución asintotica. Ya que me pide que razone asi que a partir de ahí creo que debería explicar algo. Ya que la solución sería un vector no? como es \( x^{(k)} \)

Gracias

17 Enero, 2018, 10:54 am
Respuesta #6

Luis Fuentes

  • el_manco
  • Administrador
  • Mensajes: 58,907
  • País: es
  • Karma: +0/-0
Hola

Hola, estoy calculando la solución asintótica y he obtenido que

\( \displaystyle\lim_{x \to{+}\infty}{A^k} = \begin{pmatrix}{1/2}&{1/2}&{1/2}\\{1/2}&{1/2}&{1/2}\\{0}&{0}&{0}\end{pmatrix} \)

Pero y bien, al ser una fila nula y la otra dependiente de la primera cual sería su solución asintotica. Ya que me pide que razone asi que a partir de ahí creo que debería explicar algo. Ya que la solución sería un vector no? como es \( x^{(k)} \)

\( X^k=A^kX^0 \)

Saludos.