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En matemáticas, a veces surge la necesidad de probar si las funciones son dependientes o independientes entre sí en un sentido lineal. Si tiene dos funciones que son linealmente dependientes, graficar las ecuaciones de esas funciones da como resultado puntos que se superponen. Las funciones con ecuaciones independientes no se superponen cuando se grafican. Un método para determinar si las funciones son dependientes o independientes es calcular el Wronskian para las funciones.
¿Qué es un wronskiano?
El Wronskian de dos o más funciones es lo que se conoce como determinante, que es una función especial utilizada para comparar objetos matemáticos y probar ciertos hechos sobre ellos. En el caso de Wronskian, el determinante se utiliza para demostrar la dependencia o independencia entre dos o más funciones lineales.
La matriz wronskiana
Para calcular el Wronskian para funciones lineales, las funciones deben resolverse para el mismo valor dentro de una matriz que contiene tanto las funciones como sus derivadas. Un ejemplo de esto es W (f, g) (t) = | FF((tt)) solsol((tt)) |, que proporciona el Wronskian para dos funciones (f y g) que se resuelven para un valor único que es mayor que cero (t); Puede ver las dos funciones f (t) yg (t) en la fila superior de la matriz, y las derivadas f (t) yg (t) en la fila inferior. Tenga en cuenta que el Wronskian también se puede utilizar para conjuntos más grandes. Si, por ejemplo, prueba tres funciones con un Wronskian, puede llenar una matriz con las funciones y derivadas de f (t), g (t) y h (t).
Resolviendo el Wronskian
Una vez que tenga las funciones organizadas en una matriz, multiplique de forma cruzada cada función contra la derivada de la otra función y reste el primer valor de la segunda. Para el ejemplo anterior, esto le da W (f, g) (t) = f (t) g (t) - g (t) f (t). Si la respuesta final es igual a cero, esto muestra que las dos funciones son dependientes. Si la respuesta es diferente a cero, las funciones son independientes.
Ejemplo wronskiano
Para darle una mejor idea de cómo funciona esto, suponga que f (t) = x + 3 y g (t) = x - 2. Usando un valor de t = 1, puede resolver las funciones como f (1) = 4 yg (1) = -1. Como estas son funciones lineales básicas con una pendiente de 1, las derivadas de f (t) y g (t) son iguales a 1. Multiplicar cruzadamente sus valores da a W (f, g) (1) = (4 + 1) - (-1 + 1), que proporciona un resultado final de 5. Aunque las funciones lineales tienen la misma pendiente, son independientes porque sus puntos no se superponen. Si f (t) hubiera producido un resultado de -1 en lugar de 4, el Wronskian habría dado un resultado de cero en su lugar para indicar dependencia.