Ecuación de Van der Pol: estudio cualitativo y numérico

Resumen

Este artículo expositivo tiene como objetivo el estudio de ecuaciones no lineales, enfocado en la ecuación de van der Pol, incluyendo deducción, análisis cualitativo y ejemplos numéricos. La ecuación de van der Pol es deducida utilizando un circuito eléctrico como modelo físico. El análisis cualitativo está dividido en dos partes: enunciación teórica y sus aplicaciones. Los teoremas principales usados en este estudio son los de Poincaré-Bendixson y de Lyapunov. Se hace también la construcción de una función de Lyapunov. Finalmente, una serie de ejemplos numéricos son ilustrados gráficamente utilizando herramientas computacionales como Python y Octave. Son exhibidos retratos de fase y comportamientos temporales, así como la cuenca de atracción obtenida experimentalmente, en comparación con la obtenida por la función de Lyapunov. Por consiguiente, el estudio numérico proporciona una representación visual de los resultados determinados en el análisis cualitativo.