Print a warning when translating subscripted functions
[maxima.git] / share / contrib / rand / twovar.usg
blobba07e7ee0ae19dbdeb2cc5324d23f28da385a3e3
1 twovar.mac is from the book "Perturbation Methods, Bifurcation Theory
2 and Computer Algebra" by Rand & Armbruster (Springer 1987)
4 This maxima routine applies the two variable expansion method to a
5 non-autonomous (forced) system of n differential equations.  This
6 sample run from p 93 applies the method to the van der Pol equation.
8 The routine is case sensitive.  When I enter the inputs in lower case
9 I get different (wrong) answers.
11 (C1) load("./twovar.mac");
12 Warning - you are redefining the MACSYMA function SETIFY
13 (D1)                             ./twovar.mac
14 (C2) twovar();
15 DO YOU WANT TO ENTER NEW DATA (Y/N)
17 NUMBER OF D.E.'S
19 THE 1 D.E.'S WILL BE IN THE FORM:
20 X[I]'' + W[I]^2 X[I] = E F[I](X[1],...,X[ 1 ],T)
21 ENTER SYMBOL FOR X[ 1 ]
23 ENTER W[ 1 ]
25 ENTER F[ 1 ]
26 (1-X^2)*'DIFF(X,T);
27 THE D.E.'S ARE ENTERED AS:
28                    2  dX
29 X '' + X = E (1 - X ) --
30                       dT
31 THE METHOD ASSUMES A SOLUTION IN THE FORM:
32 X[I] = X0[I] + E X1[I]
33 WHERE X0[I] = A[I](ETA) COS W[I] XI + B[I](ETA) SIN W[I] XI
34 WHERE XI = T AND ETA = E T
35 REMOVAL OF SECULAR TERMS IN THE X1[I] EQS. GIVES:
36                     2    3
37                 A  B    A
38     d            1  1    1
39 2 (---- (A )) + ----- + -- - A  = 0
40    dETA   1       4     4     1
41                    3    2
42                   B    A  B
43       d            1    1  1
44 - 2 (---- (B )) - -- - ----- + B  = 0
45      dETA   1     4      4      1
46 DO YOU WANT TO TRANSFORM TO POLAR COORDINATES (Y/N)
48                     3
49               R    R
50    d           1    1   d
51 [[---- (R ) = -- - --, ---- (THETA ) = 0]]
52   dETA   1    2    8   dETA       1
53 DO YOU WANT TO SEARCH FOR RESONANT PARAMETER VALUES (Y/N)
57 The second example is from pp 100-103.  The system of equations is
59     x'' + (1+e*delx) x + e nu x^3 = e k y
61     y'' + (1+e*dely) y + e mu cos(w*t) = 0
63 First we use the two variable method to find a list of resonant
64 frequencies w, then we set W to one of the frequencies and determine
65 the slow flow equations for W:2.
67 (C3) twovar();
68 DO YOU WANT TO ENTER NEW DATA (Y/N)
70 NUMBER OF D.E.'S
72 THE 2 D.E.'S WILL BE IN THE FORM:
73 X[I]'' + W[I]^2 X[I] = E F[I](X[1],...,X[ 2 ],T)
74 ENTER SYMBOL FOR X[ 1 ]
76 ENTER SYMBOL FOR X[ 2 ]
78 ENTER W[ 1 ]
80 ENTER W[ 2 ]
82 ENTER F[ 1 ]
83 -DELX*X-NU*X^3+K*Y;
84 ENTER F[ 2 ]
85 -DELY*Y-MU*Y*COS(W*T);
86 THE D.E.'S ARE ENTERED AS:
87                         3
88 X '' + X = E (K Y - NU X  - DELX X)
89 Y '' + Y = E (- MU COS(T W) Y - DELY Y)
90 THE METHOD ASSUMES A SOLUTION IN THE FORM:
91 X[I] = X0[I] + E X1[I]
92 WHERE X0[I] = A[I](ETA) COS W[I] XI + B[I](ETA) SIN W[I] XI
93 WHERE XI = T AND ETA = E T
94 REMOVAL OF SECULAR TERMS IN THE X1[I] EQS. GIVES:
95      3         2
96   3 B  NU   3 A  B  NU
97      1         1  1                           d
98 - ------- - ---------- + B  K - B  DELX + 2 (---- (A )) = 0
99      4          4         2      1           dETA   1
100         2         3
101   3 A  B  NU   3 A  NU
102      1  1         1                           d
103 - ---------- - ------- + A  K - A  DELX - 2 (---- (B )) = 0
104       4           4       2      1           dETA   1
105     d
106 2 (---- (A )) - B  DELY = 0
107    dETA   2      2
108                 d
109 - A  DELY - 2 (---- (B )) = 0
110    2           dETA   2
111 DO YOU WANT TO TRANSFORM TO POLAR COORDINATES (Y/N)
113 DO YOU WANT TO SEARCH FOR RESONANT PARAMETER VALUES (Y/N)
115 X EQ'S RESONANT FREQ = 1
116 FREQS ON RHS = [1, 3]
117 Y EQ'S RESONANT FREQ = 1
118 FREQS ON RHS = [1, W - 1, W + 1]
119 WHICH PARAMETER TO SEARCH FOR ?
121 [W = - 2, W = 0, W = 2]
122 DO YOU WANT TO SEARCH FOR ANOTHER PARAMETER (Y/N) ?
124 (D3)
125 (C4) W:2;
126 (D4)                                   2
127 (C5) twovar();
128 DO YOU WANT TO ENTER NEW DATA (Y/N)
130 THE D.E.'S ARE ENTERED AS:
131                         3
132 X '' + X = E (K Y - NU X  - DELX X)
133 Y '' + Y = E (- MU COS(2 T) Y - DELY Y)
134 THE METHOD ASSUMES A SOLUTION IN THE FORM:
135 X[I] = X0[I] + E X1[I]
136 WHERE X0[I] = A[I](ETA) COS W[I] XI + B[I](ETA) SIN W[I] XI
137 WHERE XI = T AND ETA = E T
138 REMOVAL OF SECULAR TERMS IN THE X1[I] EQS. GIVES:
139      3         2
140   3 B  NU   3 A  B  NU
141      1         1  1                           d
142 - ------- - ---------- + B  K - B  DELX + 2 (---- (A )) = 0
143      4          4         2      1           dETA   1
144         2         3
145   3 A  B  NU   3 A  NU
146      1  1         1                           d
147 - ---------- - ------- + A  K - A  DELX - 2 (---- (B )) = 0
148       4           4       2      1           dETA   1
149 B  MU
150  2                    d
151 ----- - B  DELY + 2 (---- (A )) = 0
152   2      2           dETA   2
153   A  MU
154    2                    d
155 - ----- - A  DELY - 2 (---- (B )) = 0
156     2      2           dETA   2
157 DO YOU WANT TO TRANSFORM TO POLAR COORDINATES (Y/N)
159                 R  SIN(THETA  - THETA ) K                R  SIN(2 THETA ) MU
160    d             2          2        1      d             2            2
161 [[---- (R ) = - -------------------------, ---- (R ) = - -------------------,
162   dETA   1                  2              dETA   2               4
164                      2
165                   3 R  NU   R  COS(THETA  - THETA ) K
166  d                   1       2          2        1      DELX
167 ---- (THETA ) = - ------- + ------------------------- - ----,
168 dETA       1         8                2 R                2
169                                          1
171                   COS(2 THETA ) MU
172  d                           2       DELY
173 ---- (THETA ) = - ---------------- - ----]]
174 dETA       2             4            2
175 DO YOU WANT TO SEARCH FOR RESONANT PARAMETER VALUES (Y/N)
179 Local Variables: ***
180 mode: Text ***
181 End: ***