Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике Изучим перестройки поверхностей уровня первых интегралов ( $\$ 6$ гл. 2) уравнений движения (Q29) §5 гл. 2. Как отмечено в §5,6 гл. 2, эта система может рассматриваться как аналог случая Ковалевской при наличии двух однородных полей и при значении константы интеграла $F_{2}$ равной нулю сводится к частному случаю интегрируемости Чаплыгина для уравнений Кирхгофа. Этот анализ, по просьбе авторов, был выполнен О. Е. Орел и П. Е. Рябовым [301]. Мы изложим его в несколько укороченном виде. Рассмотрим сначала случай Чаплыгина (при этом $F_{2}=0$ и алгебра скобок (5.10) является обычной алгеброй $e(3)$ ). Симплектический лист задается уравнениями $F_{2}=0, F_{1}=(\mathbf{s}, \mathbf{s})=1$ и гомеоморфен $\mathcal{T} S^{2}$. Топологический тип изоэнергетической поверхности $Q_{h}^{3}=\{H=h\}$ можно изучать при помощи проекции $\mathcal{T} S^{2}$ на сферу Пуассона $S^{2}=$ $=\left\{s_{1}^{2}+s_{2}^{2}+s_{3}^{2}=1\right\}$ (см. [159]). В данной задаче при этой проекции поверхность $Q_{h}^{3}$ переходит в некоторую область на сфере Пуассона, выделяемую условием где $\varphi(s)$ – функция на сфере Пуассона, заданная формулой Напомним, что эта область называется областью возможности движения (ОВД). Для различных значений $h$ ОВД имеет следующий вид: область пуста при $h<-1 / 2$, имеет вид двух дисков при $-1 / 2<h<0$, кольца при $0<h<1 / 2$ и совпадает со всей сферой при $h>1 / 2$. Это означает, что при $h<-1 / 2$ поверхность $Q_{h}^{3}$ пуста, при $-1 / 2<h<0$ она состоит из двух $S^{3}$. При $0<h<1 / 2$ изоэнергетическая поверхность гомеоморфна $S^{1} \times S^{2}$, а при $h>1 / 2$ она гомеоморфна $\mathbb{R} P^{3}$. Уравнения бифуркационной диаграммы находятся из условия зависимости градиентов $ Последние два уравнения могут быть получены по-другому. В работе [163] найдено преобразование, разделяющее переменные. В новых переменных $\lambda_{1}, \lambda_{2}$ динамическая система выглядит следующим образом: где $\alpha=2 h-\sqrt{k}, \beta=2 h+\sqrt{k}, K=k=$ const. Это разделяющее преобразование вырождается при $k=0$, поэтому условие кратности корней одного из полиномов дает только часть бифуркационной диаграммы (кроме кривой $K=0$ ). Топологический анализ показывает, что при переходе к случаю $g Действительно, можно показать, что ОВД на сфере Пуассона описывается функцией Рис. 76 которая при $g=0$ дает функцию $\varphi(s)$. Наличие переменной $s_{3}$ в знаменателе при $g Исследование морсовских особенностей этой функции при $g Топологический тип поверхности и разделяющие кривые изображены в плоскости $(g, h)$ на рис. 77 . Бифуркационную диаграмму получим из условия зависимости градиентов $ Рис. 77 где Здесь по-прежнему $\alpha=2 h-\sqrt{k}, \beta=2 h+\sqrt{k}$. Бифуркационная диаграмма и построенные в [301] топологические инварианты позволяют утверждать, что рассматриваемая задача (являющаяся аналогом случая Ковалевской) и классический случая Ковалевской не являются топологически (а также траекторно) эквивалентными. Поэтому эти две задачи являются существенно разными и не могут быть получены друг из друга при помощи аналитического (гладкого) преобразования (включая замену времени вдоль траектории). Интересно было бы сравнить результаты методов качественного анализа для обеих задач [77].
|
1 |
Оглавление
|