Главная > ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ТЕОРИЯ УСТОЙЧИОСТИ И БИФУРКАЦИЙ (Ж.Йосс, Д. Джозеф)
<< 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

Изложенная здесь процедура нахождения траекторий на торе в точности совпадает с той, которая была использована в § X. 8 при исследовании случая $n=5$.

Сначала мы должны найти $\rho(\theta, \varepsilon)$ из (X.56) с учетом асимптотических выражений (X.105) и (X.106) Для $n$ нечетного находим
\[
\begin{array}{r}
\frac{1}{\varepsilon^{2}} \frac{d \theta}{d t}=\Omega_{0}+\overline{\bar{\psi}}_{2} \varepsilon^{2}+\overline{\bar{\psi}}_{4} \varepsilon^{4}+\ldots+\overline{\bar{\psi}}_{2,} \varepsilon^{2 v}+\ldots+\varepsilon^{n-4} \psi_{n-4}^{*}(\theta)+ \\
+\varepsilon^{n-3}\left(\overline{\bar{\psi}}_{n-3}+\psi_{n-3}^{*}(\theta)\right)+\ldots+O\left(\varepsilon^{N-2}\right),
\end{array}
\]

где предполагается, что $\Omega_{0}=\mu_{2} \hat{\omega}_{c}+\beta_{10}$ отлично от нуля,
\[
\begin{array}{c}
\psi_{l}=\overline{\bar{\psi}}_{l}+\psi_{l}^{*}(\theta), \quad \overline{\bar{\psi}}^{*}=0, \\
\overline{\bar{\psi}}_{2 t+1}=0, \psi_{l}^{*}(\theta)=0 \text { для } l<n-4, \\
\psi_{n-5+l}^{*}(\theta)=\sum_{q=0}^{l-2 q>0}\left[\theta_{l q} e^{n(l-2 q) i \theta}+\bar{\theta}_{t q} e^{-n(l-2 q) i \theta}\right],
\end{array}
\]

а все $\theta_{l q}$ постоянные. (Например, $\psi_{n-4}^{*}(\theta)=\theta_{10} e^{i n \theta}+\bar{\theta}_{10} e^{-i n \theta}$, где $\theta_{10}=2 \beta_{10} g_{10}+\beta_{010}$.)
Для $n=2 v$ четного имеем
\[
\begin{array}{l}
\frac{1}{\varepsilon^{2}} \frac{d \theta}{d t}=\Omega_{0}+\overline{\bar{\psi}}_{2} \varepsilon^{2}+\overline{\bar{\psi}}_{4} \varepsilon^{4}+\ldots+ \\
+\varepsilon^{2 v-4}\left(\overline{\bar{\psi}_{2 v-4}}+\psi_{2 v-4}^{*}(\theta)\right)+\ldots+O\left(\varepsilon^{N-q}\right)
\end{array}
\]

где, как и прежде, $\psi_{l}=\overline{\bar{\psi}}_{l}+\psi_{l}^{*}(\theta)$,
\[
\begin{array}{c}
\psi_{2 l+1}(\theta)=0 \text { для всех } l>0, \\
\psi_{2 l}(\theta)=0 \text { для } 2 l<2 v-4, \\
\psi_{2 v-4+2 l}^{*}(\theta)=\sum_{q=0}^{l}\left[\theta_{l q} \exp (2 v(l+1-q) i \theta)+\bar{\theta}_{q l} \exp (-2 v(l+1-q) i \theta)\right] .
\end{array}
\]

Чтобы решить уравнения (X.107) и (X.108), поступим как в § X.8 и сделаем замену
\[
\tilde{\theta}=\theta+\varepsilon^{n-4} h_{n-4}(\theta)+\varepsilon^{n-3} h_{n-3}(\theta)+\ldots+\varepsilon^{N-1} h_{N-1}(\theta),(\mathrm{X} .109)
\]

где подлежащие определению функции $h_{l}(\theta)$ удовлетворяют условиям
\[
h_{l}(\theta)=h_{l}\left(\theta+\frac{2 \pi}{n}\right), \quad \overline{\bar{h}}_{l}(\theta)=0 .
\]

Отсюда следует, что
\[
\frac{1}{\varepsilon^{2}} \frac{d \bar{\theta}}{d t}=\left\{1+\varepsilon^{n-4} h_{n-4}^{\prime}(\theta)+\varepsilon^{n-3} h_{n-3}^{\prime}(\theta)+\ldots+O\left(\varepsilon^{N}\right)\right\} \frac{1}{\varepsilon^{2}} \frac{d \theta}{d \bar{t}},
\]

где $d \theta / d t$ дается формулой (X.107) для $n$ нечетного и формулой (X.108) для $n=2 v$ четного. Обозначим через $C\left(\varepsilon^{2}\right)$ совокупность всех усредненных членов в (X.107) и (X.108). Тогда для каждого из двух случаев будем иметь уравнение
\[
\frac{1}{\varepsilon^{2}} \frac{d \theta}{d t}=C\left(\varepsilon^{2}\right)+\varepsilon^{n-4} \Phi^{*}(\theta, \varepsilon)+O\left(\varepsilon^{N}\right),
\]

где $\overline{\bar{\Phi}} \cdot(\theta, \varepsilon)=0$, а $C(0)=\Omega_{0}$. Комбинируя (Х.111) и (Х.112), можно получить упорядоченную последовательность уравнений для определения функций $h_{l}(\theta)$, удовлетворяющих условиям (X.110), отождествляя коэффициенты при независимых степенях $\varepsilon$ в соотношении
Для функций $h_{l}(\theta)$ получаем выражения
\[
h_{n-\delta+p}(\theta)=\sum_{l=0}^{p-2 l>0}\left[v_{p l} e^{i n \theta(p-2 l)}+\bar{v}_{p l} e^{-i n \theta(p-2 t)}\right], p \geqslant 1 \text {, }
\]

если $n$ нечетное, и
\[
\begin{array}{c}
h_{l}(\theta)=0 \text { для } l \leqslant 2 v-5, \quad h_{2 l+\mathrm{f}}(\theta)=0, \quad(\mathrm{X} .114)_{\varepsilon} \\
h_{2 v-4+2 p}=\sum_{l=0}^{p}\left[v_{p l} \exp i 2 v(p+1-l) \theta+\bar{v}_{p l} \exp (-i 2 v(p+1-l) \theta)\right], \\
p \geqslant 0,
\end{array}
\]

если $n=2 v$ четное.
Используя (X.113), можно привести (X.111) к виду
\[
\begin{aligned}
\frac{1}{\varepsilon^{2}} \frac{d \tilde{\theta}}{d t} & =C\left(\varepsilon^{2}\right)+\varepsilon^{2 n-8} \overline{\overline{\psi_{n-4}^{*} h_{n-4}^{\prime}}}+\ldots+O\left(\varepsilon^{N-2}\right)= \\
& =\Omega\left(\varepsilon^{2}\right)+O\left(\varepsilon^{N-2}\right)
\end{aligned}
\]

и, как следствие (X.115), уравнение (X.109) можно представить в виде
\[
\varepsilon^{2} \Omega\left(\varepsilon^{2}\right) t=\theta+\varepsilon^{n-4} h_{n-4}(\theta)+\varepsilon^{n-3} h_{n-3}(\theta)+\ldots+\chi(t, \varepsilon),
\]

где $|\dot{\chi}(\dot{t}, \varepsilon)|=O\left(\varepsilon^{N}\right)$, а функции $h_{t}(\theta)$, даваемые формулами (X.114), таковы, что
\[
h_{l}(\theta)=h_{l}\left(\theta+\frac{2 \pi}{n}\right), \overline{\bar{h}}_{l}(\theta)=0 .
\]

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru