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

Қак только математическая система, зависящая от управляющих параметров, определена, возникает необходимость в изучении ее свойств. Свойства, присущие открытому всюду плотному подмножеству управляюцих параметров этой системы, будем называть наследственными свойствами. Дополнение же к этому подмножеству элементов системы имеет меру нуль.

Пример 1 [2]. Рассмотрим математическую систему, состоящую из двух совместных линейных уравнений от двух неизвестных $x$ и $y$ :
\[
\begin{array}{l}
a_{11} x+a_{12} y=a_{13}, \\
a_{21} x+a_{22} y=a_{23}
\end{array} \text { или }\left[\begin{array}{ll}
a_{11} & a_{12} \\
a_{21} & a_{22}
\end{array}\right]\left[\begin{array}{l}
x \\
y
\end{array}\right]=\left[\begin{array}{l}
a_{13} \\
a_{23}
\end{array}\right],
\]

где все шесть коэффициентов $a_{i j}$ вещественны. Система уравнений (21.14) параметризуется точкой в пространстве $\mathbb{R}^{6}$. Попытаемся выяснить, при каких условиях система уравнений (21.14) имеет единственное решение. Ясно, что единственное решение система уравнений имеет тогда и только тогда, когда $a_{11} a_{22}-a_{12} a_{21}
eq 0$. Поэтому ( $2 \times 2$ ) -матрица (21.14) может стать вырожденной при условии, что (1) одно ее собственное значение равно нулю или два се собственных значения равны нулю и (2) матрица приводится к диагональному виду или (3) матрица приводится к жордановой форме.

Легко проверить, что множество точек $\left(a_{11}, a_{12}, a_{21}, a_{22}\right) \Subset \mathrm{R}^{4}$, удовлетворяющих этим всем условиям, имеет следующие размерности:
$\begin{array}{ll}1 \text {. Одно собственное значение равно } 0 & 3 \text {-поверхность в } \mathbb{R}^{4}\end{array}$
Два собственных значения равны 0
2. Матрица диагонализируема Начало координат в $R^{4}$
3. Матрица недиагонализируема 2 -поверхность в $\mathbb{R}^{4}$

Следовательно, множество точек в $R^{6}$, на котором система уравнений (21.14) не имеет единственного решения, разбивается на подмножества размерностей $5(=3+2), 2$ и 4 . Так как поверхности размерности меньше $n$ в $\mathbb{R}^{n}$ имеют меру нуль, то свойство системы уравнений (21.14) иметь единственное решение является наследственным. Если рассматривать систему в ненаследственной точке $\left(a_{11}, a_{12}, a_{13}, a_{21}, a_{22}, a_{23}\right) \in \mathbb{R}^{6}$, то малое возмущение $\left(\delta a_{11}, \delta a_{12}, \delta a_{13}, \delta a_{21}, \delta a_{22}, \delta a_{23}\right) \in R^{6}$ (зблизи начала координат) уже дает систему уравнений с отличным от нуля определителем и единственным решением. Таким образом, возмущение в точке, где имеет место наследственное свойство (устойчивая точка), качественно на это свойство не влияет. Возмущения же в неустойчивой точке будут приводить к значительным изменениям (в этом случае число решений меняется от бесконечности до одного).

Пример 2. В семействе функций $A_{3}$ свойство иметь изолированные критические точки является наследственннм (т. е. морсовские функции обладают свойством наследственности).

Пример 3. В 2-параметрическом семействе функций присутствие катастрофы сборки является наследственным. Точка сборки ассоциируется с вырожденной критической точкой функции (1/4) $x^{4}$. Если \&f – произвольное возмущение, взятое из табл. 2.2 , то
\[
\frac{1}{4} x^{4}+\varepsilon f \div V(x ; a, b) .
\]

Тогда для этого семейства найдем, что
\[
V(x ;-a,-b)+\varepsilon f=\frac{1}{4} x^{4} .
\]

Таким образом, для данного 2-параметрического семейства $V(x ; a, b)$ всегда можно найти возмущение, которое дает функцию с трижды вырожденной критической точкой. Короче говоря, (21.156) может быть использовано как куничтожение сделанного» формулой (21.15a).
«Наследственность»- это полезное обобщение математического понятия «плотность» ${ }^{1)}$. Если некоторая математическая система обладает наследственным свойством, то любой элемент
1) Вместо термина «наследственная» часто используют такие термины, как «типичная» или «в общем положении» [3].

этой системы может быть с любой точностью аппроксимирован элементами, обладающими этии свойством. Например, неморсовская функция $x^{3}$ может быть с любой точностью приближена морсовскими функциями $x^{3}+a_{1} x$ (положим $a_{1} \rightarrow 0$ ).
$\diamond \diamond \diamond$ В гл. 5 было показано, каким образом ненаследственные точки (в которых $
abla V=0$ ) могут быть использованы для получения информации о наследственных точках $(
abla V
eq 0)$ данной функции, а также каким образом ненаследственные функции (с вырожденными кригическими точками) могут быть использованы для получения информации о наследственных (морсовских) функциях.
$\diamond \diamond \diamond$ Свойство функции «быть морсовской» является наследственным в любом из семейств катастроф, перечисленных в табл. 2.2.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru