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

Обращаем внимание читателя на то обстоятельство, что члены $3\left\langle\mathbf{f}_{u a}\left(0\left|\mathbf{x}_{1}\right| \mathbf{u}_{2}\right), \quad \mathbf{y}_{1}\right\rangle$ и $3 \mu_{1}\left\langle\mathbf{f}_{u \mu}\left(0 \mid \mathbf{u}_{2}\right), \mathbf{y}_{1}\right\rangle$ в (VI.20), для $\mathbb{R}^{1}$ как проекции не имеют прототипов в (VI.22) для $\mathbb{R}^{1}$. Добавочные члены обусловлены тем обстоятельством, что в $\mathbb{R}^{2}$ имеется пассивная часть решения, которая влияет на члены высокого порядка посредством нелинейной связи и имеет нулевую проекцию в $\mathbb{R}^{\mathbf{1}}$.
Добавочная малая часть дается членом $\mathrm{w}$ в разложении
\[
\mathbf{u}=a(t) \mathbf{x}_{1}+\mathbf{w}, \quad \mathbf{f}_{n}\left(\mu \mid \mathbf{x}_{1}(\mu)\right)=\xi_{1}(\mu) \mathbf{x}_{1}(\mu)
\]

на составляющую $a(t) \mathbf{x}_{1}$, где $a(t)=\left\langle\mathbf{u}, \mathbf{y}_{1}\right\rangle$, и дополнительную часть $\left\langle\mathbf{w}, \mathbf{y}_{1}\right\rangle=0$ с нулевой проекцией. Представляет интерес вывести уравнения для $a(t)$ и w. Запишем (VI.1) в виде
\[
\frac{d \mathbf{u}}{d t}=\mathbf{f}_{u}(\mu \mid \mathbf{u})+\mathbf{N}(\mu, \mathbf{u}),
\]

где
\[
\mathbf{N}(\mu, \mathbf{u})=\frac{1}{2} \mathbf{f}_{n u}(\mu|\mathbf{u}| \mathbf{u})+O\left(\|\mathbf{u}\|^{3}\right) .
\]

Подставляя (VI.30) в (VI.31), находим
\[
\left(\dot{a}-\xi_{1}(\mu) a\right) \mathbf{x}_{1}+\frac{d \mathbf{w}}{d t}=\mathbf{f}_{n}(\mu \mid \mathbf{w})+\mathbf{N}(\mu, \mathbf{u}) .
\]

Так как
\[
\left\langle\frac{d \mathbf{w}}{d t}, \mathbf{y}_{1}\right\rangle=\frac{d}{d t}\left\langle\mathbf{w}, \mathbf{y}_{1}\right\rangle=0
\]

и
\[
\left\langle\mathbf{f}_{u}(\mu \mid \mathbf{w}), \mathbf{y}_{1}\right\rangle=\left\langle\mathbf{w}, \mathbf{f}_{u}^{*}\left(\mu \mid \mathbf{y}_{1}\right)\right\rangle=\xi_{1}\left\langle\mathbf{w}, \mathbf{y}_{1}\right\rangle=0,
\]

то находим, что проектируемая часть решения удовлетворяет уравнению
\[
\dot{a}-\xi_{i}(\mu) a=\left\langle\mathbf{N}(\mu, \mathbf{u}), \mathbf{y}_{1}\right\rangle,
\]

тогда как дополнительная часть с нулевой проекцией на $\mathbf{x}_{1}$ удовлетворяет уравнению
\[
\frac{d \mathbf{w}}{d t}=\mathbf{f}_{u}(\mu \mid \mathbf{w})+\left\{\mathbf{N}(\mu, \mathbf{u})-\left\langle\mathbf{N}(\mu, \mathbf{u}), \mathbf{y}_{\mathbf{1}}>\mathbf{x}_{1}\right\} .\right.
\]

Уравнение (V1.34) показывает, что если все собственные значения $\mathfrak{f}_{u}(\mu \mid \cdot)$, кроме $\xi_{1}(\mu)$, имеют отрицательные вещественные части (в $\mathbb{R}^{2}$ существует только одно такое собственное значение $\xi_{2}(\mu)<$ $<0$ ), то для достаточно больших $t$ имеем $\mathbf{w}=O\left(a^{2}\right)$, так как
\[
\begin{aligned}
\mathbf{N}(\mu, \mathbf{u})= & a^{2} \mathbf{f}_{u u}\left(\mu\left|\mathbf{x}_{1}\right| \mathbf{x}_{1}\right)+2 a \mathbf{f}_{u u}\left(\mu\left|\mathbf{x}_{1}\right| \mathbf{w}\right)+ \\
& +\mathbf{f}_{u t u}(\mu|\mathbf{w}| \mathbf{w})+O\left(\|\mathbf{u}\|^{3}\right) .
\end{aligned}
\]

Поэтому (VI.33) можно записать в виде
\[
\dot{a}-\xi_{1}(\mu) a=\alpha_{1}(\mu) a^{2}+O\left(a^{3}\right),
\]

где $\alpha_{1}(\mu)=\left\langle\mathbf{f}_{u u}\left(\mu\left|\mathbf{x}_{1}\right| \mathbf{x}_{1}\right), \mathbf{y}_{1}\right\rangle$. В $R^{2}$ можно положить
\[
\mathbf{w}=b(t) \mathbf{x}_{2}, \mathbf{f}_{t}\left(\mu \mid\left(\mathbf{x}_{2}\right)=\xi_{2}(\mu) \mathbf{x}_{2}\right.
\]

и после проектирования результата на $\mathbf{y}_{2}$ получаем
\[
\dot{b}-\xi_{2}(\mu) b=\left\{\alpha_{2}(\mu) a^{2}+2 \beta_{2}(\mu) a b+\ddot{r}_{2}(\mu) b^{2}\right\}+O(|a|+|b|)^{3},
\]

где
\[
\begin{array}{l}
\alpha_{2}(\mu)=\left\langle\mathbf{f}_{u t}\left(\mu\left|\mathbf{x}_{1}\right| \mathbf{x}_{1}\right), \mathbf{y}_{2}\right\rangle, \\
\beta_{2}(\mu)=\left\langle\mathbf{f}_{t u}\left(\mu\left|\mathbf{x}_{1}\right| \mathbf{x}_{2}\right), \mathbf{y}_{2}\right\rangle, \\
\gamma_{2}(\mu)=\left\langle\mathbf{f}_{u u}\left(\mu\left|\mathbf{x}_{2}\right| \mathbf{x}_{2}\right), \mathbf{y}_{2}\right\rangle .
\end{array}
\]

Амплитуда $b(t)$ составляющей $\mathbf{w}$ входит в (VI.35) только в
\[
O\left(a^{3}\right)=2 a b \beta_{1}(\mu)+b^{2} \gamma_{1}(\mu)+O\left(\|u\|^{3}\right),
\]

где
\[
\begin{array}{l}
\beta_{1}(\mu)=\left\langle\mathbf{f}_{u t}\left(\mu\left|\mathbf{x}_{1}\right| \mathbf{x}_{2}\right), \mathbf{y}_{1}\right\rangle, \\
\gamma_{1}(\mu)=\left\langle\mathbf{f}_{u u}\left(\mu\left|\mathbf{x}_{2}\right| \mathbf{x}_{2}\right), \mathbf{y}_{1}\right\rangle .
\end{array}
\]

Бифуркационные результаты § VI. 2 можно получить из (VI.35), (VI.36) и (VI.37). Например, можно найти бифуркационные решения в форме
\[
a=\varepsilon, \quad b=\sum_{n=2}^{\infty} \frac{1}{n !} b_{n} \varepsilon^{n}, \quad \mu=\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n !} \mu_{n} \varepsilon^{n} .
\]

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru