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 автономную систему где $\boldsymbol{f}(\boldsymbol{y}) \in C^{1} \quad(\|\boldsymbol{y}\|<H)$. Траектория $L$ представляет собой проекцию интегральной кривой $\boldsymbol{y}=\boldsymbol{y}(t)$ пространства $I_{t} \times \mathscr{R}_{y}^{n}$ в пространство $\mathscr{R}_{\boldsymbol{y}}^{\boldsymbol{n}}$, где время $t$ играет роль параметра. Так как система (4.19.1) автономна, то наряду с решением $\boldsymbol{y}=\boldsymbol{y}(t)$ она допускает семейство решений $\boldsymbol{y}_{c}=\boldsymbol{y}(t+c)$ $(-\infty<c<+\infty)$, которые, очевидно, обладают одной и той же траекторией. Под $p(z, L)$, как обычно, будем понимать расстояние точки $z \in \mathscr{R}_{y}^{n}$ до множества $L \subset \mathscr{R}_{y}^{n}$, т. е. В дальнейшем для решения $y=y_{d}(t)$ ( $t_{0} \leqslant t<\infty$ ) иногда придется рассматривать множество точек $L^{+}=\left\{y(t): t_{0} \leqslant t<\infty\right\}$, которые будем называть положительной полутраекторией. Аналогично определяется отрицательная полутраектория $L^{-}=$ $=\left\{y(t): t_{0} \geqslant t>-\infty\right\}$. Определение 2. Решение $\boldsymbol{\eta}=\boldsymbol{\eta}(t) \quad\left(t_{0} \leqslant t<\infty\right)$ системы (4.19.1) называется (см. [52]) орбитально устойчивым при $t \rightarrow \infty$, если положительные траектории $L^{+}$всех решений $y=y(t)$ $\left(t_{0} \leqslant t<\infty\right)$, достаточно близких в начальный момент $t_{0}$ к решению $\boldsymbol{\eta}(t)$, в дальнейшем целиком содержатся в в-окрестности положительной полутраектории $L_{0}^{+}$данного решения $\boldsymbol{\eta}=\boldsymbol{\eta}(t)$, где $\varepsilon>0$ произвольно мало (рис. 47), т. е. для любого $\varepsilon>0$ существует $\delta=\delta\left(\varepsilon, t_{0}\right)>0$ такое, что если то Замечание. В силу свойства интегральной непрерывности наличие орбитальной устойчивости решения $\boldsymbol{\eta}(t) \quad(a<t<\infty)$ не зависит от выбора начального момента $t_{0} \in(a, \infty)$, поэтому она эквивалентна орбитальной устойчивости траектории. Более того, если решение $\eta(t)$ орбитально устойчиво и для решения $y(t)$ при $t=t_{1} \in(a, \infty)$ выполнено неравенство где $\delta$ – число, определяемое неравенством (4.19.2), то при $t \geqslant t_{1}$ имеет место неравенство (4.19.3). и учитывая, что $\hat{y}(t)$ – также решение автономной системы (4.19.1), будем иметь отсюда Определение 3. Орбитально устойчивое решение $\eta(t)$ называется асимптотически орбитально устойчивым, если существует $\Delta_{0}>0$ такое, что для всех решений $y(t)$, удовлетворяющих неравенству выполнено предельное соотношение Таким образом, если $L_{0}^{+}$- замкнутая орбитально устойчивая траектория, то достаточно близкие к ней при $t=t_{0}$ траектории $L^{+}$ навив а тся на нее при $t \rightarrow \infty$. Замечание. Из устойчивости решения, очевидно, следует его орбитальная устойчивость. Но из орбитальной устойчивости решения, вообще говоря, не вытекает устойчивость его по Ляпунову, а тем более асимптотическая устойчивость. Полагая $x_{0}=x(0), y_{0}=y(0)$, будем иметь Траекториями на плоскости $O x y$ здесь являются: П р и м р 2. Пусть $\eta(t)$ – периодическое решение с периодом $\omega(\omega>0)$ автономной системы (4.19.1), не сводащейся к постоянной ( $\dot{\eta}(t) Действительно, полагая, что так как $\eta^{\prime}\left(t_{0}\right) Отсюда, учитывая $\omega$ периодичность решения $\eta(t)$ при произвольном $T>0$, получаем и, следовательно, $\boldsymbol{y}_{\delta}(t)-\boldsymbol{\eta}(t) Лемма 1. Если автономная система (4.19.1) имеет нетривиальное ю-периодическое решение $\boldsymbol{\eta}(t)$, то для соответствуюиих уравнений в вариациях представляющих собой линейную периодическую систему, по меньией мере один из ее мультипликаторов $p==1, m$. е. по крайней мере один из характеристических показателей системы (4.19.5) является нулевым. Доказательство. Согласно лемме из $\S 18$ система (4.19.5) допускает $\omega$-периодическое решение Поэтому периодическая система (4.19.5) имеет по крайней мере один мультипликатор Определение 4. Будем говорить, что решение $\boldsymbol{\eta}(t)$ имеет свойство асимптотической фазы (см. [52], [28]), если для каждого решения $y(t)$, удовлетворяющего начальному неравенству (4.19.4), где $\Delta_{0}>0$ достаточно мало, существует число $c=c[y]$ (асимптотическая фаза) такое, что ${ }^{1}$ ) Лемма 2. Орбитально устойчивое решение $\boldsymbol{\eta}(t)$ с асимптотической фазой асимптотически орбитально устойчиво. Отсюда на основании условия (4.19.6) получаем что и требовалось доказать.
|
1 |
Оглавление
|