Métodos numéricos para solução de equações diferenciais segundo a derivada de caputo

dc.creatorGustavo Henrique Oliveira Salgado
dc.date.accessioned2019-08-14T13:40:38Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:20:48Z
dc.date.available2019-08-14T13:40:38Z
dc.date.issued2015-12-16
dc.description.abstractThis thesis deals with the subject of non-integer order calculus mainly numerical methods or solving differential equations and dynamic systems analysis, according to the definition of the Caputo derivative.In this work, a brief historical review on the subject will be given in a general covering the period from the first discussion up to the 1970s. Due to the large number of papers published from the 1970s, it was decided to concentrate in a review for the areas of numerical methods and dynamic systems from the 1970s until the present day. As a theoretical framework, an analytical introductory background of a Riemann-Liouville(used in the definition of Caputo), Caputo and Günwald-Letnikov (used to obtain numerical methods) derivatives will be given. As well as a review on the existence and uniqueness of differential equations for Riemann-Liouville and Caputo derivatives. The main results of this thesis are: i) a counter example to the theorem of existence and uniqueness for differential equations derived according to the Riemann-Liouville found inthe literature, and will propose a reformulation of the theorem; ii) a hybrid method for solving Caputos differential equations; iii) method with concentrated hereditary memory in the initial condition (MHCCI), also used in Caputos differential equations, but only in the cases in which the system does not explicitly depend on time. A preliminary analysisof the stability of fixed points for Caputos differential equations will be shown using the MHCCI method. The results suggest a generalization of the indirect method of Lyapunov.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/BUBD-A7NJGV
dc.languagePortuguês
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEngenharia elétrica
dc.subjectEquações diferenciais
dc.subject.otherDerivada de Riemann- Liouville
dc.subject.otherCálculo de ordem não inteira
dc.subject.otherMétodos numéricos
dc.subject.otherCálculo fracionário
dc.subject.otherEstabilidade de pontos fixos
dc.subject.otherDerivada de caputo
dc.titleMétodos numéricos para solução de equações diferenciais segundo a derivada de caputo
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Eduardo Mazoni Andrade Marcal Mendes
local.contributor.advisor1Luis Antonio Aguirre
local.contributor.referee1Leonardo Antonio Borges Torres
local.contributor.referee1Roberto Kawakami Harrop Galvão
local.contributor.referee1Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira
local.contributor.referee1Eduardo Nunes Gonçalves
local.description.resumoEsta tese se refere ao tema de cálculo de ordem não inteira, e está focada no estudo de métodos numéricos para solução de equações diferenciais e análises de sistemas dinâmicos, segundo a definição do operador derivada de Caputo. Neste trabalho, é realizada uma breve contextualização histórica sobre o tema, apresentando, em um âmbito geral, desde as primeiras discussões até a década de 1970. Devido aogrande número de trabalhos publicados a partir dessa época, optou-se por realizar uma contextualização voltada para as áreas de métodos numéricos e sistemas dinâmicos entre a década de 1970 e os dias atuais. É realizada uma exposição introdutória e de caráter analítico para as derivadas de Riemann- Liouville (utilizada na definição de Caputo), de Caputo e de Günwald-Letnikov (utilizada na obtenção de métodos numéricos). Também é realizada uma exposição a respeito daexistência e unicidade de equações diferenciais segundo as derivadas de Riemann-Liouville e de Caputo. Como resultados desta tese são apresentados: i) um contra exemplo para o teorema de existência e unicidade para equações diferenciais segundo a derivada de Riemann-Liouville encontrada na literatura, e é proposta uma reformulação desse teorema; ii) o método híbrido para solução de equações diferenciais segundo a derivada de Caputo; iii) o métodocom memória hereditária concentrada na condição inicial (MHCCI), também utilizado em equações diferenciais segundo a derivada de Caputo, mas no caso do sistema não depender explicitamente do tempo. É realizada uma análise preliminar sobre a estabilidadede pontos fixos em sistemas de equações diferenciais segundo a derivada de Caputo, utilizando o método MHCCI. Os resultados sugerem uma generalização do método indireto de Lyapunov.
local.publisher.initialsUFMG

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