Главная > ЛЕКЦИИ ПО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ УСТОЙЧИВОСТИ (Б. П. ДЕМИДОВИЧ)
<< Предыдущий 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

1. Исследовать на почти периодичность функции: $\sin (\sin x \sqrt{2}), \sin |x|$, $\sin x^{2}, \cos \sqrt[3]{x}, \ln (2+\cos x+\cos x \sqrt{2}), \operatorname{sgn}(\sin x)$.
2. Доказать, что если $f(x)$ – действительная п. п. функцин, то

и
\[
\begin{array}{l}
f_{+}(x)=\left\{\begin{array}{cc}
f(x), & f(x) \geqslant 0, \\
0, & f(x)<0
\end{array}\right. \\
f_{-}(x)=\left\{\begin{array}{cc}
0, & f(x) \leqslant 0, \\
-f(x), & f(x)<0
\end{array}\right.
\end{array}
\]

также п. п. функции.
3. Доказать, что если $f(x)$ – действительная п. п. функция и
\[
\gamma \in\left(\inf _{x} f(x), \sup _{x} f(x)\right),
\]

то существует относительно плотное множество точек $\left\{\right.$ 嗮 $\in I_{x}$ таких, что
\[
f(\xi)=\gamma .
\]
4. Показать, что если $f(x)$ – непрерывная $\omega$-периодическая функция на $(-\infty,+\infty)$, то
\[
M\{f(x)\}=\frac{1}{\omega} \int_{0}^{\omega} f(x) d x .
\]
5. Пусть $f(x)-$ п. п. функция и
\[
M\{f(x)\}=0 .
\]

Доказать, что функция $f(x)$ имеет относительно плотное множество нулей.
6. Показать, что для функции
\[
f(x)=e^{i x^{2}}
\]

при $\forall \lambda \in(-\infty,+\infty)$ имеем
\[
M\left\{f(x) e^{-i \lambda x}\right\}=0 .
\]
7. Пусть $\boldsymbol{f}(\boldsymbol{x}, \boldsymbol{y}$ ) почти периодичаа по $x$ при $y \in Y$, где $Y$-компакт, и равномерно непрерывна по $y$ на множестве $I_{x} \times Y$.

Доказать, что $f(x, y)$ почти периодична по $x$ равномерно относительно параметра $y \in Y$.
8. Пусть $x$ – скаляр и
\[
\frac{d x}{d t}=a(t) x+b(t),
\]

где $a(t)$ и $b(t)$-действительные почти периодические функции, причем
\[
a(t) \geqslant \alpha>0,
\]

где $\alpha$-положительная постоянная.
Доказать, что уравнение (*) имеет единственное почти периодическое решение (см. [78]).
9. Пусть в скалярном уравнении первого порядка
\[
\frac{d x}{d t}=f(x)+g(t),
\]

$f(x)$ – монотонно возрастающая функция такая, что
\[
f^{\prime}(x) \geqslant k>0
\]
$(k-$ постоянная), и $g(t)$ – почти перкодическая функция.
Доказать, что существует единственное почти периодическое решение уравнения (
10. Пусть
\[
\frac{d x}{d t}=f(t, x),
\]
– неавтономная система, где $f(t, x) \in C_{t \boldsymbol{x}}^{(0,1)}\left(I_{t} \times \mathscr{R}_{x}^{n}\right)$ и $\boldsymbol{f}(t, \boldsymbol{x})$ ш-периодичиа по $t$.

Если система (*\%) допускает ограниченные на $I_{t}$ рещения, которые являются разделенными в некоторой области $I_{t} \times \bar{B}_{\boldsymbol{x}}\left(\bar{B}_{\boldsymbol{x}}\right.$-компакт $)$, то все эти решения $\omega$-периодичны.
11. Пусть
\[
\frac{d x}{d t}=A x+f(x)+\mu g(t),
\]

где $A=\left[a_{j k}\right]$ – постоянная $(n \times n)$-матрица, $f(x) \in C^{1}\left(\mathscr{R}_{\boldsymbol{x}}^{n}\right), \quad g(t)-$ п. п. вектор-функция и $\mu$-скалярный парсметр, причем
\[
\operatorname{Re} \lambda_{j}(A)
eq 0 \text { и } \boldsymbol{f}(\boldsymbol{0})=\boldsymbol{f}^{\prime}(\boldsymbol{0})=0 .
\]

Доказать, что при малых $|\mu|$ уравнение (***) имеет единственное п. п. решение (см. [28]).
12. Пусть
\[
\frac{d y}{d t}=A y+f(t)
\]

где $A=\left[a_{j k}\right]$ – постоянная $(n \times n)$-матрица и $f(t)$-конечный тригонометрический полином:
\[
f(t)=\sum_{p=0}^{N}\left(a_{p} \cos \lambda_{p} t+b_{p} \sin \lambda_{p} t\right) .
\]

Доказать (см. [80]), что система (1) имеет почти периодическое решение тогда и только тогда, когда вынолнены условия ортогональности:
\[
\left(\psi_{s}(t), f(t)\right)=M\left\{\Psi_{s}(t) \bar{f}(t)\right\}=0 \quad(s=1, \ldots, q),
\]

где $\Psi_{s}(t)(s=1, \ldots, q)$ – полная совокупность линейно независимых п. п. решений сопряженной системы
\[
\frac{d x}{d t}=-A^{*} x .
\]
13. Модулем называется числовое множество $\mathscr{M}=\{\alpha\}$ такое, что если $\alpha, \beta \in \mathcal{M}$, то $\alpha-\beta \in \mathscr{M}$.
Пусть линейная система
\[
\frac{d y}{d t}=A y+f(t)
\]

с постоянной матрицей $A$ и с почти периодическим свободным членом $f(t)$ допускает единственное почти периодическое решение $\eta=\eta(t)$, причем почти периодическая вектор-функция $f(t)$ имеет множество показателей Фурье, принадлежащее модулю $\mathscr{M}$. Доказать, что показатели Фурье решения $\eta(t)$ принадлежат этому же модулю.
14. Пусть
\[
\frac{d x}{d t}=f(x)
\]
– автономная система, где $f(x) \in C^{1}\left(\mathscr{R}_{x}^{n}\right)$ и
\[
\operatorname{div} \boldsymbol{f}(x) \equiv \sum_{j} \frac{\partial f_{j}}{\partial x_{j}}=0 .
\]

Доказать, что: а) для каждого ограниченного измеримого множества $A \in \mathscr{R}_{x}^{n}$ его объем
\[
V(A)=\int \underset{A}{\ldots} \int d x_{1} \ldots d x_{n}
\]

инвариантен относительно данной системы (см. [12], [35]);
б) всякое ограниченное решение $\vdots(t)$ системы, двусторонне устойчивое по Ляпунову при $t \rightarrow \pm \infty$, является почти периодическим (см. [81]).

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru