Главная > ДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (Д.Бирктоф)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
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

Рассмотрим теперь произвольную замкнутую связную совокупность $\Sigma$, состоящую из кривых движения. Мы уже видели выше, что $\alpha$ – и $\omega$-предельные движения для любого движения образуют такие совокупности. В более общем случае, если мы возьмем любую связную совокупность, состоящую из кривых движения, и присоединим ее предельные точки, то получим совокупность $\Sigma$ требуемого типа.

Если совокупность $\Sigma$ не имеет непустого собственного подмножества $\Sigma^{\prime}$ того же типа, то мы будем говорить, что $\Sigma$ есть «минимальная совокупность движений». В этом случае, если $P$ есть какая-нибудь точка совокупности $\Sigma$, то ее $\alpha$ – и $\omega$-предельные точки образуют замкнутые связные подмножества $\Sigma$, которые должны совпадать с $\Sigma$.

По определению всякая полная точечная группа в минимальной совокупности является «рекуррентной точечной группой» и всякое движение в этой группе называется «рекуррентным».

Все рекуррентные движения принадлежат к числу центральных движений. Действительно, $\alpha$ – или $\omega$-предельные точки всякого такого движения в $M_{p}$ образуют совокупность $\Sigma$ в $M_{p+1}$, которая должна совпадать с минимальной совокупностью, так что всякая точка нашей минимальной совокупности, лежащая в $M_{p}$, должна лежать в $M_{p+1}$. Следовательно, вся минимальная совокупность, соответствующая рекуррентному движению, лежит в $M_{r}$.

Кроме простейшего случая, когда $\Sigma$ состоит из единственной замкнутой кривой, во всех остальных случаях минимальное множество $\Sigma$ содержит неисчислимое совершенное множество кривых движения $\left({ }^{21}\right)$. В самом деле, представим себе, что $\Sigma$ содержит изолированную кривую движения. Точка $P_{t}$ на этой кривой имеет точки этой кривой в качестве своих $\alpha$ – или $\omega$-предельных точек. Следовательно, эта кривая должна быть замкнута и составлять минимальную совокупность.

Для того, чтобы точечная группа, образованная движением $P_{t}$, была рекуррентной, необходимо и достаточно, чтобы для любого положительного количества в можно было найти такое положительное число $T$, чтобы всякая дуга $P_{t} P_{t+T}$ кривой движения содержала точки, лежащие на расстоянии, меньшем в от любой точки кривой движения.
Это условие необходимо.
В противном случае существовала бы рекуррентная точечная группа $\Sigma$, порождаемая движением $P_{t}$, и положительное число $\varepsilon$, такое, что, можно найти последовательность дуг $P_{t} P_{t+2 T}$ ( $T$ – произвольно велико), каждая из которых не имеет ни одной точки, лежащей на расстоянии, меньшем $\varepsilon$ от соответственной точки $Q$, принадлежащей $\Sigma$. При возрастании $T$ точки $Q$ имеют по крайней мере одну предельную точку $Q^{*}$, и поэтому очевидно, что для подходящим образом выбранной подпоследовательности дуг $P_{t} P_{t+2 T}$ никакая точка не лежит на расстоянии, меньшем $\varepsilon / 2$ от $Q$. Рассмотрим последовательность середин $P_{t+T}$ этих дуг. Пусть $P^{*}$ будет какая-нибудь предельная точка этой последовательности. Мы можем утверждать тогда, что все точки точечной группы, содержащей $P^{*}$, находятся на расстоянии, не меньшем $\varepsilon / 2$ от $Q^{*}$. Следовательно, $P^{*}$ определяет замкнутую совокупность, состоящую из точечных групп, лежащую в минимальном множестве $\Sigma$, но составляющую собственную часть этого множества и в частности не содержащую точку $Q^{*}$. Это невозможно по самому определению минимального множества.

Для того, чтобы доказать достаточность условия, мы заметим прежде всего, что $\alpha$ – и $\omega$-предельные множества точечной группы, удовлетворяющей этому условию, должны совпадать. Нам нужно только взять $t=0$ в произвольной дуге $P_{t} P_{t+T}$, чтобы убедиться в справедливости этого предположения. Обозначим совокупность этих общих $\alpha$ – и $\omega$-предельных точек через $\Sigma$.

Если бы совокупность $\Sigma$ не была минимальной, то она содержала бы собственное подмножество $\Sigma^{\prime}$ подобного же рода, к которому не принадлежала бы какая-то точка $Q$ совокупности $\Sigma$. Но когда точка $P_{t}$ приблизится достаточно близко к какой-нибудь точке совокупности $\Sigma^{\prime}$, то она останется в течение сколь угодно большого интервала времени вблизи от этой замкнутой, связной, состоящей из кривых движения совокупности, и, таким образом, не может приближаться в этом интервале времени к точке $Q$. Таким образом, требуемое условие не будет выполнено точечной группой, порождаемой $P_{t}$. Следовательно, $\Sigma$ есть минимальное множество, и наше движение рекуррентно.

Очевидно, что все рекуррентные движения центральны, но обратное, разумеется, неверно; центральные движения могут быть, могут и не быть рекуррентными. Примером может служить случай дифференциальных уравнений классической динамики, где все движения центральные, но вовсе не обязательно рекуррентные.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru