ИНТЕГРИРУЕМЫЕ ГАМИЛЬТОНОВЫ СИСТЕМЫ (А. В. Болсинов А. Т. Фоменко)

  

А. В. Болсинов
А. Т. Фоменко

MHTEГPИPVEMGIE ГAMMJTOHOBb BMGTEMb
2
ГЕОМЕТРИЯ тоПОЛОГИЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
Редакция журнала
\”Регулярная и хаотическая динамика\”
Издательский дом
\”Удмуртский университет\”
\[
1999
\]

УдК 515.1
ББК 22.15
Б 795

Б 795 А.В.Болсинов, А.Т.Фоменко. Интегрируемые гамильтоновые системы. Геометрия, топология, классификация. Том 2. Ижевск: Издательский дом «Удмуртский университет», 1999. 448 с. ISBN 5-7029-0352-8
Настоящая книга посвящена активно развивающемуся направлению современной математики – теории интегрируемых гамильтоновых систем. Систематически излагается теория лиувиллевых слоений, описано качественное поведение интегральных траекторий при бифуркациях торов Лиувилля и получена траекторная классификация интегрируемых гамильтоновых систем с двумя степенями свободы на трехмерных изоэнергетических поверхностях. Вторая часть книги посвящена общим методам вычисления топологических инвариантов интегрируемых гамильтоновых систем.
Книга рассчитана на студентов и аспирантов математических специальностей университетов, а также на специалистов математиков и физиков, занимающихся теорией динамических систем и интересующихся современными приложениями геометрии и топологии.
ISBN 5-7029-0352-8
ББК 22.15
Оригинал-макет подготовлен в редакции журнала «Регулярная и хаотическая динамика» http://www.uni.udm.ru/rcd
(c) А. В. Болсинов, А.Т.Фоменко, 1999
(c) Редакция журнала «Регулярная и хаотическая динамика», 1999
(c) Издательский дом «Удмуртский университет», 1999


Оглавление

Глава 1 Методы вычисления инвариантов интегрируемых гамильтоновых систем
1.1. Общая схема анализа топологии лиувиллева слоения
1.2. Методы вычисления меток
1.3. Метод круговых молекул
1.4. Список основных, наиболее часто встречающихся круговых молекул
1.5. Структура слоения Лиувилля около особых точек, отвечающих вырожденным одномерным орбитам
1.6. Типичные круговые молекулы особых точек, отвечающих одномерным вырожденным орбитам
1.7. Подсчет меток $r$ и с помощью функции вращения
1.8. Подсчет метки $n$ с помощью функции вращения
1.9. Связь меток молекулы с топологией 3 -многообразия $Q$
Глава 2 Интегрируемые геодезические потоки на двумерных поверхностях
2.1. Постановка задачи
2.2. Топологические препятствия к интегрируемости геодезических потоков на двумерных поверхностях
2.3. Два примера интегрируемых геодезических потоков
2.4. Описание метрик, геодезические потоки которых интегрируемы при помощи линейных или квадратичных интегралов. Локальная теория
2.5. Линейно и квадратично интегрируемые геодезические потоки на замкнутых поверхностях
Глава 3 Лиувиллева классификация интегрируемых геодезических потоков на двумерных поверхностях
3.1. Лиувиллева классификация интегрируемых геодезических потоков на торе
3.2. Лиувиллева классификация интегрируемых геодезических потоков на бутылке Клейна
3.3. Лиувиллева классификация интегрируемых геодезических потоков на двумерной сфере
3.4. Лиувиллева классификация интегрируемых геодезических потоков на проективной плоскости
Глава 4 Траекторная классификация интегрируемых геодезических потоков на двумерных поверхностях и функции вращения
4.1. Случай тора
4.2. Случай сферы
4.3. Примеры интегрируемых геодезических потоков на сфере
4.4. Нетривиальность классов траекторной эквивалентности и метрики с замкнутыми геодезическими
Глава 5 Топология лиувиллевых слоений в классических интегрируемых случаях динамики тяжелого твердого тела
5.1. Интегрируемые случаи в задаче о движении твердого тела и некоторых ее обобщениях
5.2. Топологический тип изоэнергетических 3-поверх ностей
5.3. Лиувиллева классификация систем случая Эйлера
5.4. Лиувиллева классификация систем случая Лагранжа
5.5. Лиувиллева классификация систем случая Ковалевской
5.6. Лиувиллева классификация систем Горячева-Чаплыгина-Сретенского
5.7. Лиувиллева классификация систем случая Жуковского
5.8. Грубая лиувиллева классификация систем случая Клебша
5.9. Грубая лиувиллева классификация систем случая Стеклова
5.10. Грубая лиувиллева классификация систем случая четырехмерного твердого тела
5.11. Полный список молекул, встречающихся в основных интегрируемых случаях динамики твердого тела
Глава 6 Принцип Мопертюи и геодезическая эквивалентность
6.1. Общий принцип Мопертюи
6.2. Принцип Мопертюи в динамике твердого тела
6.3. Принцип Мопертюи и явный вид метрик на сфере, порожденных квадратичным гамильтонианом на алгебре Ли группы движений $\mathbb{R}^{3}$
6.4. Классические случаи интегрируемости в динамике твердого тела и отвечающие им интегрируемые геодезические потоки на сфере
6.5. Гипотеза о метриках с интегралами больших степеней
6.6. Теорема Дини и геодезическая эквивалентность римановых метрик
6.7. Обобщенный принцип Мопертюи-Дини
6.8. Траекторная эквивалентность задачи Неймана и задачи Якоби
6.9. Явный вид некоторых замечательных гамильтонианов и их интегралов в разделяющихся переменных
Глава 7 Эквивалентность случая Эйлера в динамике твердого тела и задачи Якоби о геодезических на эллипсоиде
7.1. Введение
7.2. Задача Якоби о геодезических на эллипсоиде и случай Эйлера в динамике твердого тела
7.3. Лиувиллевы слоения
7.4. Функции вращения
7.5. Основная теорема
7.6. Гладкие инварианты
7.7. Топологическая несопряженность задачи Якоби и случая Эйлера
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 О классификации потоков Морса-Смейла на двумерных многообразиях
Введение
§ 1. Классификация потоков Морса
§ 2. Сравнение инвариантов
§ 3. Классификация потоков Морса-Смейла
§ 4. Приложение: список потоков малой сложности
ПРиложЕНИЕ 2 Об устойчивости топологической структуры боттовских интегрируемых гамильтоновых систем с двумя степенями свободы (В.В.Калашников (мл.))
Введение
§ 1. Свойства систем на изоэнергетических подмногообразиях
§ 2. Свойства возмущений в слабой метрике
§ 3. Плотность боттовских систем в узком смысле
§4. Боттовские системы с точки зрения сильной метрики
§5. Устойчивость топологической структуры на $M^{4}$. Введение
§ 6. Вырожденные окружности общего вида
§ 7. Глобальная устойчивость топологической структуры
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Построение канонических координат в окрестности особой точки интегрируемой гамильтоновой системы (В.В.Калашников (мл.))
Введение
§1. Коммутативность и зависимость
§ 2. Нормальные формы
§ 3. Невырожденные орбиты
§4. Другие работы, посвященные этому вопросу
email@scask.ru