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> Matriz simpléctica simpática
Abu-Khalil
mensaje Mar 3 2011, 02:39 PM
Publicado: #1


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TEX: \noindent Sea $\mathrm J$ la matriz simpléctica dada por <br />$$\mathrm J=\begin{bmatrix}<br />0&1\\<br />-1&0<br />\end{bmatrix}.$$<br />\begin{enumerate}<br />\item Calcule $\mathrm J^2,\mathrm J^3,\mathrm J^4$.<br />\item Determine una recursión para $\mathrm J^{2k},\mathrm J^{2k+1}$ para $k\in\mathbb N_0$.<br />\item Calcule $e^{t\mathrm J}$ para $t\in\mathbb R$.<br />\end{enumerate}<br />

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Comentario: Esta matriz me apareció estudiando la Ecuación de sistema cerrado de Hamilton

TEX: $$x(t)=x_0+\int_0^t\mathrm J\nabla H(x(s))ds$$

donde TEX: $x=(q,p)$ es el típico estado del sistema.


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nmg1302
mensaje Mar 17 2011, 09:03 PM
Publicado: #2


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TEX: <br />1.Notemos que<br />$$J^2=-I_2$$<br />con $I_2$ la identidad en $\mathcal M_{nn}(\mathbb R)$ \\<br />entonces<br />$$J^3=J J^2=-J$$<br />$$J^4=J J^3=-J^2=I_2$$<br />2.veamos que<br />$$J^{2k+1}=J (J^2)^k=(-I_2)^k J=(-1)^k J$$<br />$$J^{2k}=(-I_2)^k=(-1)^k I_2$$<br />3.<br />$$\exp(tJ)=\sum_{k=0}^{\infty} \frac{(t J)^k}{k!}<br />=\sum_{k=0}^{\infty} \frac{(t J)^{2k+1}}{(2k+1)!}+\sum_{k=0}^{\infty} \frac{(t J)^{2k}}{(2k)!}<br />=J \sum_{k=0}^{\infty} \frac{(-1)^k t ^{2k+1}}{(2k+1)!}+I_2\sum_{k=0}^{\infty} \frac{(-1)^k t ^{2k}}{(2k)!}<br />=J \sin t +I_2\cos t$$<br />$$\exp(tJ)=\left ( \begin{array}{r  l}<br />\cos t & \sin t\\<br />-\sin t & \cos t <br />\end{array} \right )$$ <br />

Mensaje modificado por nmg1302 el Mar 17 2011, 09:06 PM
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Abu-Khalil
mensaje Mar 17 2011, 11:07 PM
Publicado: #3


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Correcto!

Cabe destacar que TEX: $\mathrm J$ es como la unidad imaginaria de las matrices y satisface

TEX: $e^{\mathrm Jt}=I_2\cos t+\mathrm J\sin t$

lo cual vendría a ser la Identidad de Euler pero con matrices.


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