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 действительную систему где Для произвольного решения $\boldsymbol{y}(t) \equiv \boldsymbol{y}\left(t ; t_{0}, \boldsymbol{y}_{0}\right)\left(t_{0} \in I_{t}^{+}\right)$справедливы две возможности: 1) либо $y(t)$ имеет смысл на бесконечном промежутке $\left[t_{0}, \infty\right)$; тогда оно будет неограниченно продолжаемым вправо; 2 ) либо $y$ ( $t$, определено тиць ін некотором конечном промежутке $t_{\mathrm{n}} \leqslant t<T<\infty$. Лемма. Eсли решение $y(t)$ имеет конеиное время определения $t_{0} \leqslant t<T<\infty$, то Доказательство. Пусть $\|\boldsymbol{y}(t)\| \rightarrow \infty$ при $t \rightarrow T-0$. Тогда существует последовательность $t_{k} \rightarrow T-0$ такая, что $y\left(t_{k}\right) \rightarrow z при $ В силу свойства единственности решений, при $t_{k}>T-\frac{\alpha}{4}$ иneeм Так как $\boldsymbol{y}\left(t_{k}\right)$ может быть выбрано сколь угодно близко к $\boldsymbol{z}$ и $t_{k} \rightarrow T$, то при достаточно большом $k$ точки $\boldsymbol{y}\left(t_{k}\right)$ и $\boldsymbol{z}\left(t_{k}\right)$ сколь угодно близки между собой (см. рис. 42). А тогда на основании свойства интегральной непрерывности (гл. II, § 1) получим, что решение $\boldsymbol{y}\left(t ; t_{0}, \boldsymbol{y}_{0}\right)$ определено во всяком случае на промежутке $\left.t_{k}, t_{k}+\frac{\alpha}{2}\right) \supset\left(T, T+\frac{\alpha}{4}\right)$. А эо противоречит максимальности промежутка $\left[t_{0}, T\right)$ существования решения $y(t)$ при $t \geqslant t_{0}$. Таким образом, $\boldsymbol{y}(t) \rightarrow \infty$ при $i \rightarrow T-0$. Неограниченная продолжаемость вправо решений системы (4.14.1) является необходимым условием устойчивости по Јяпунову решений этой системь: Используя функции, аналогичные функциям Ляпунова ( $\$ 5$, замечание 2 ), можно получить достаточные условия неограниченной продолжаемости при $t \rightarrow+\infty$ решений системы (4.14.1). Следуя Ла-Саллю [45], рассмотрим дифференциальное неравенство где $G(t, v)-$ некоторая непірерывная скалярная функция, определенная при $t \geqslant t_{0}$ и $v \in \mathscr{R}^{\prime}$, а $v=v(t)$-непрерывно дифференцируемая положительная скалярная функция. Будем говорить, что решение $v(t) \in C^{1}$ неравенства (4.14.2) имеет конечное время определения $t_{0} \leqslant t<T$, если: 1) $\dot{v}(t) \leqslant$ Рис. 43. причем $V(t, y) \underset{\boldsymbol{t}}{\rightarrow} \infty n$ ии $\|\boldsymbol{y}\| \rightarrow \infty$, равномерно на каждом конечном промежутке ( $a, b) \subset I_{t}^{+}$. где $G(t, v)$ – непрерывная скалярная функция; Доказательство. Допустим, что некоторое решение $y(t)$ системы (4.14.1) имеет конечное время определения $t_{0} \leqslant t<T<\infty$. Тогда в силу леммы $y(t) \rightarrow \infty$ при $t \rightarrow T-0$ и, следовательно, при $t \in\left(t_{1}, T\right)$, где $t_{1}>t_{0}$, решение $y(t)$ целиком будет содержаться в некоторой области $S_{p_{1}}^{\prime}$ (рис. 43), где $p_{1}>p$. Kроме того, можно предполагать, что $V(t, y)>0$ при $(t, y) \in\left[t_{0}, T\right] \times S_{\rho_{1}}^{c}$. Но тогда на основании неравенства (4.14.3) функция является положительным решением скалярного неравенства (4.14.2) с конечным временем определения $t_{0} \leqslant t<T(v(T)=\infty)$. А. это невозможно в силу условия 2) теорешы. где $k(t) \geqslant 0$ и $L(v)>0$ – скалярные функции, ненрерывные при $t \geqslant t_{0}$. по неравенство (4.14.2) не имеет положительных решений $v(t)$ с конечным временем определения. Действительно, пусть существует положительное решение $v(t)\left(t_{0} \leqslant t<T\right)$ неравенства такое, что $v(T) \|=\infty$. Из неравенства (4.14.4) находим Отсюда при $t \rightarrow T-0$ получаем, что левая часть неравенства (4.14.5) стремится к $+\infty$, а прєвая – ограничена, что, очевидно, невозможно. Следовательно, каждое положительное решение $v(t)$ неравенства (4.14.4) или имеет смысл лишь на некотором конечном промежутке $\left\{t_{0}, T\right)$, причем $\|v(t)\| где Если при $\|x\| \geqslant$, гле $k(t) \in C\left(I_{t}^{+}\right)$- нсогрицательная скалярная функция, то все решения $\boldsymbol{x}(t)$ системы (4.14.6) нсограниченно продолжаемы вправо. Отсюда Используя неравенство Коши (гл, 1, §5) и неравенство (4.14.7), будем иметь ири $t \geqslant t_{0}$ и $x \geqslant$. Ho неравенство в силу следствия $(L(\partial)=2 t)$ не имсет положительных решений с конечным временем определения. Следовательно, на основании теоремы Ла-Салля каждое решение $\boldsymbol{x}(t)$ системы (4.14.5) имест смысл при $t_{0} \leqslant t<\infty$.
|
1 |
Оглавление
|