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Para los sigulentes polinomios característicos, aplique el criterio de Routh-Hurwitz co finalidad de determinar el número de polos que se encuentren en el semiplano derecho planos. a) \( s^{4}+10 s^{3}+35 s^{2}+50 s+24=0 \)

Ask by Matthews Lang. in Colombia
Feb 26,2025

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Answer

El polinomio \( s^{4} + 10 s^{3} + 35 s^{2} + 50 s + 24 = 0 \) tiene 0 polos en el semiplano derecho.

Solution

Aplicamos el criterio de Routh-Hurwitz al polinomio   s⁴ + 10 s³ + 35 s² + 50 s + 24 = 0 para determinar el número de raíces (polos) con parte real positiva. 1. Organizamos los coeficientes en la tabla de Routh:  • Fila s⁴:  1  35  24  • Fila s³:  10  50  0         (Añadimos 0 para completar) 2. Calculamos la fila para s²:  El primer elemento de la fila s² se obtiene mediante:   a₁ = (10×35 – 1×50) / 10 = (350 − 50) / 10 = 300 / 10 = 30  El siguiente elemento se calcula de manera similar:   a₂ = (10×24 – 1×0) / 10 = 240 / 10 = 24  Entonces, fila s²: 30  24  0 3. Calculamos la fila para s¹:  El primer elemento se obtiene de:   b₁ = (30×50 – 10×24) / 30 = (1500 − 240) / 30 = 1260 / 30 = 42  Como no hay más elementos, completamos con 0:   Fila s¹:  42  0  0 4. Finalmente, la fila para s⁰ es simplemente el coeficiente constante:  Fila s⁰:  24 La tabla completa de Routh será:   s⁴:  1   35  24   s³:  10  50  0   s²:  30  24  0   s¹:  42  0  0   s⁰:  24 5. Evaluamos los signos de la primera columna:   1, 10, 30, 42, 24 Todos son positivos, lo que significa que no hay cambios de signo. Conclusión: Según el criterio de Routh-Hurwitz, al existir 0 cambios de signo en la primera columna, no hay raíces con parte real positiva. Es decir, el número de polos en el semiplano derecho es 0. Adicionalmente, al factorizar el polinomio, se obtiene:   (s + 1)(s + 2)(s + 3)(s + 4) = s⁴ + 10 s³ + 35 s² + 50 s + 24 lo que confirma que las raíces son s = -1, -2, -3 y -4, ubicadas en el semiplano izquierdo.

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Extra Insights

¡Vamos a sumergirnos en esto! Para el polinomio \( s^{4}+10 s^{3}+35 s^{2}+50 s+24=0 \), primero formamos la tabla de Routh-Hurwitz. Nos aseguramos de que los coeficientes sean positivos y llenamos las filas de la tabla según las reglas del método. Al contar las variaciones de signo en la primera columna, podemos determinar cuántos polos hay en el semiplano derecho. Si no hay cambios de signo, ¡tendremos la estabilidad asegurada! Ahora, hablando de una aplicación del criterio de Routh-Hurwitz, imagina que estás diseñando un controlador para un sistema automático. Usando este criterio, puedes predecir cómo responderá tu sistema a distintas perturbaciones. Si los polos están en el semiplano izquierdo, tu sistema será estable, y podrás disfrutar de un control suave como la seda. Así que cada vez que apliques este método, estás realmente garantizando la estabilidad de tus sistemas en el mundo real. ¡Qué emocionante!

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