Главная > ПРИКЛАДНАЯ ТЕОРИЯ КАТАСТРОФ. ТОМ-2 (Р.ГИЛМОР)
<< 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

Если число управляющих параметров больше пяти, неморсовский росток может зависеть от так называемых модулей (гл. 3). Модули впервые появляются в семействах функций, зависящих от шести ( $k=6$ ) управляющих параметров, когда последние используются для обращения в нуль всех шести коэффициентов при квадратичном члене в критической точке неморсовской функции трех ( $l=3$ ) «плохих» переменных состояния. Тогда путем неособенной замены переменных можно получить канонические значения (1 или 0) для девяти из десяти коэффициентов при членах третьей степени от трех переменных состояния. В результате остается один непрерызно изменяющийся параметр, который и называется модулем. Именно это обстоятельство явилось причиной того, что перечень катастроф Тома ограничивается числом $k=5$.

Если число управляющих параметров больше шести, то число модулей может увеличиваться. Существует простая связь между числом управляющих параметров $k$, вырожденностью $\mu$ (числом Милнора) вырожденного ростка катастрофы и числом остающихся модулей [1]:
\[
\mu=k+m+1 .
\]

Мы уже сталкивались с подобным соотношением в случае простых ( $m=0$ ) ростков, когда между размерностью $k$ пространства управляющих параметров и вырожденностью $\mu$ существует связь вида $k=\mu-1$,

Согласно Арнольду $[1-5]$, все неморсовские ростки могут быть классифицированы следующим образом:
1) $\mu \leqslant 16 ; 2) ~ k \leqslant 10 ; 3) ~ m \leqslant 2$.

Удивительно, что наиболее естественная классификация неморсовских ростков включает малые значения $m$, а не $\mu$ или $k$.
1. $m=0$. Имеются три типа простых ростков (табл. 17.1). Есть одна бесконечная последовательность $A_{\mu}(\mu \geqslant 2)$, зависящая от одной переменной состояния, и другая бесконечная последовательность $D_{\mu}(\mu \geqslant 4)$, зависящая от двух переменных состояния. Кроме того, имеется одна конечная последовательность $E_{\mu}$ ( $\mu=6,7,8$ ), зависящая от двух переменных состояния и содержащая три члена.
Таблица 17.1. 0-модальные ростки

Для данной катастрофы существует $k=(\mu-1)$-мерная универсальная деформация, «отсеивающая» одномерные кривые ростков катастрофы с числом управляющих параметров, меньшим на единицу (рис. 7.6).
2. $m=1$ [4]. Имеется одна бесконечная последовательность унимодулярных ростков
\[
T_{p, q, r}=x^{p}+y^{q}+z^{r}+\operatorname{axyz}, a
eq 0, \frac{1}{p}+\frac{1}{q}+\frac{1}{r}<1,
\]

зависящих от трех переменных состояния и одного модуля $a$. Қаждая функция $T_{p, q, r}$ в этой последовательности фактически является одномодальным семейством ростков. Для функции $T_{p, q, r}$ имеют место соотношения $\mu=p+q+r-1, m=1, k=$ $=p+q+r-3$. Полезно рассмотреть также и «пограничные ростки», для которых $p^{-1}+q^{-1}+r^{-1}=1$ :
\[
\begin{array}{c}
T_{3,3,3}=x^{3}+y^{3}+z^{3}+a x y z, \quad\left(\frac{a}{3}\right)^{3}
eq-1, \\
T_{2,4,4}=x^{2}+y^{4}+z^{4}+a y^{2} z^{2}, \quad\left(\frac{a}{2}\right)^{2}
eq+1, \\
T_{2,3,6}=x^{2}+y^{3}+z^{6}+a y^{2} z^{2}, \quad\left(\frac{a}{3}\right)^{3}
eq-\left(-\frac{1}{2}\right)^{2} .
\end{array}
\]

Первый из этих ростков содержит три переменные состояния, а остальные два – только две «плохие» переменные состояния.

Кроме единственной бесконечной последовательности (17.2) имеются 14 особенных одномодальных семейств (табл. 17.2), входящих в шесть конечных последовательностей, содержащих один член $(U)$, два члена ( $S, W$ ) или три члена $(Q, \mathcal{S}, U)$. Три унимодулярных семейства ( $E, Z, W$ ) включают две переменные состояния, а остальные три $(Q, S, U)$ – три переменные состояния.
Таблица 17.2. Шесть особенных последовательностей, содержащих 14 особенных семейств функций
\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|}
\hline & & $m=1$ & & $m=2, \mathbf{a}=a_{0}+a_{1} y$ \\
\hline \multirow[t]{8}{*}{$l=2$} & $Z_{11}$ & $x^{3} y+y^{5}+a x y^{4}$ & $Z_{17}$ & $x^{3} y+y^{8}+\mathbf{a} x y^{6}$ \\
\hline & $Z_{12}$ & $x^{3} y+x y^{4}+a x^{2} y^{3}$ & $Z_{18}$ & $x^{3} y+x y^{6}+\mathrm{a} y^{9}$ \\
\hline & $Z_{13}$ & $x^{3} y+y^{6}+a x y^{5}$ & $Z_{19}$ & $x^{3} y+y^{9}+\mathbf{a} x y^{7}$ \\
\hline & $W_{12}$ & $x^{4}+y^{5}+a x^{2} y^{3}$ & $W_{17}$ & $x^{4}+x y^{5}+\mathbf{a} y^{7}$ \\
\hline & $W_{13}$ & $x^{4}+x y^{4}+a y^{6}$ & $W_{18}$ & $x^{4}+y^{7}+\mathbf{a} x^{2} y^{4}$ \\
\hline & $E_{12}$ & $x^{3}+y^{7}+a x y^{5}$ & $E_{18}$ & $x^{3}+y^{10}+\mathbf{a} x y^{7}$ \\
\hline & $E_{13}$ & $x^{3}+x y^{5}+a y^{8}$ & $E_{19}$ & $x^{3}+x y^{7}+\mathbf{a} y^{8}$ \\
\hline & $E_{14}$ & $x^{3}+y^{8}+a x y^{6}$ & $E_{20}$ & $x^{3}+y^{8}+\mathbf{a} x y^{8}$ \\
\hline \multirow[t]{6}{*}{$l=3$} & $Q_{10}$ & $x^{3}+y^{4}+y z^{2}+a x y^{3}$ & $Q_{16}$ & $x^{3}+y z^{2}+y^{7}+\mathbf{a} x y^{5}$ \\
\hline & $Q_{11}$ & $x^{3}+y^{2} z+x z^{3}+a z^{5}$ & $Q_{17}$ & $x^{3}+y z^{2}+x y^{5}+\mathbf{a} y^{8}$ \\
\hline & $Q_{12}$ & $x^{3}+y^{5}+y z^{2}+a x y^{4}$ & $Q_{1 s}$ & $x^{3}+y z^{2}+y^{8}+a x y^{6}$ \\
\hline & $S_{11}$ & $x^{4}+y^{2} z+x z^{2}+a x^{3} z$ & $S_{16}$ & $x^{2} z+y z^{2}+x y^{4}+\mathbf{a} y^{6}$ \\
\hline & $S_{12}$ & $x^{2} y+y^{2} z+x z^{3}+a z^{5}$ & $S_{17}$ & $x^{2} z+y z^{2}+y^{6}+\mathbf{a} z y^{4}$ \\
\hline & $U_{12}$ & $x^{3}+y^{3}+z^{4}+a x y z^{2}$ & $U_{16}$ & $x^{3}+x z^{2}+y^{5}+\mathbf{a} x^{2} y^{2}$ \\
\hline
\end{tabular}

Как и в случае нуль-модальных катастроф, одномодальные катастрофы отбрасывают одномерные кривые катастроф с числом управляющих параметров, уменьшенным на единицу. Для бесконечной последовательности получаем простую диаграмму:

которую, если необходимо, можно достроить до трехмерной диаграммы. Конечными точками диаграмм такого типа являются «пограничные ростки» (17.3). На рис. 17.1 изображены диа-

Рис. 17.1. Четырнадцать одномодальннх и двухмодальных особенных ростков соединяются в пирамиды.

Рис. 17.2. Диаграммы смежности для некоторых унимодулярных особенных ростков.

Рис. 17.3. Особенные ростки модальнюсти $m$ служат «буферами» между бесконечными семействами $m$-модальных и ( $m+1$ )-модальных ростков [3].

граммы для шести особенных последовательностей, содержащих 14 особенных одномодальных семейств.

Первый элемент каждой последовательности особенных одномодальных катастроф соединяется с некоторым членом бесконечной последовательности $T_{p, q, r}$ (рис. 17.2). Из рис. 17.2 ясно, что особенные ростки близки к пограничным росткам (17.3). Далее одномодальные пограничные ростки соединяются с нуль-модальными особенными ростками (рис. 7.7). Последний член каждой последовательности особенных одномодальных катастроф получается из ростка катастрофы, который еще не встречался. Ростки, приходящие справа $(J, Z, W, Q, S, U)$, двухмодальны, ростки $N, V$ трехмодальны, а росток 0 пятимодальный.
3. $m=2[5]$. В двухмодальном случае есть восемь бесконечных последовательностей и шесть особенных конечных последовательностей, содержащих в совокупности 14 семейств ростков. Ростки особенных семейств приведены в табл. 17.2, а диаграмма соединений для них дана на рис. 17.1. Четыре из восьми бесконечных последовательностей ( $J, Z, W, W \#$ ) включают две переменные состояния, а остальные четыре $(Q, S, S \#$, $U)$ – три переменные состояния.

Эти восемь бесконечных последовательностей определяются уравнениями, аналогичными (17.1), с заменой $a \rightarrow \mathbf{a}\left(a_{0}+a_{1} y\right)$ и $a_{0}
eq 0$. Каждый член последовательности соединяется с ближайшим «левым» членом этой последовательности и с членами некоторых других семейств (как, например, $D_{\mu+1} \rightarrow A_{\mu}$ ). В каждой из восьми бесконечных последовательностей имеется пограничный росток. Пограничные ростки для $W$ и $W^{\#}$ совпадают, как и для $S$ и $S$. Шесть двухмодальных пограничных ростков соединяются с шестью крайними правыми семействами шести конечных особенных одномодальных последовательностей (рис. 17.2).
$\diamond \diamond \diamond$ Похоже, что конечные особенные последовательности $m$-модальных ростков играют роль «буферов» между бесконечными последовательностями $m$-модальных ростков и $(m+$ +1 ) -модальной последовательностью. Пограничные ростки бесконечных ( $m+1$ )-модальных последовательностей присоединяются к последним членам конечных (особенных) $m$-модальных семейств, а нижний элемент конечной особенной последовательности к члену, лежащему рядом с границей (но не на границе) бесконечной последовательности той же модальности. Схематически это изображено на рис. 17.3.
$\diamond \diamond \diamond$ Тот факт, что катастрофы с $k>5$ можно классифицировать и приводить к каноническому виду (modulo moduli), открывает широкие перспективы исследования этих последовательностей и семейств катастроф более высокого порядка. Однако подобные исследования представляют интерес скорее с теоретической, чем с практической точки зрения.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru