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

Для анализа устойчивости решения $\mathbf{u}=0$ рассмотрим линеаризованную эволюционную задачу
\[
\frac{d \mathbf{v}}{d t}=\mathbf{f}_{u}(t, \mu, 0 \mid \mathbf{v})=\mathrm{f}_{u}(t+T, \mu, 0 \mid \mathbf{v})
\]

с начальным условием
\[
\mathbf{v}(0)=\mathrm{v}_{0} .
\]

Решения уравнения (IX.10) можно выразить через специальное матричное решение $\Phi(t, \mu)$ с начальным условием $\Phi(0, \mu)=1$, где I-единичная матрица, следующим образом:
\[
\mathbf{v}(t, \mu)=\Phi(t, \mu) \cdot \mathbf{v}_{0} .
\]

Собственными значениями матрицы монодромии $\boldsymbol{\Phi}(T, \mu)$ служат множители Флоке
\[
\lambda(\mu)=e^{\sigma(\mu) T},
\]

где комплексные числа $\sigma(\mu)=\xi(\mu)+i \eta(\mu)$ суть экспоненты Флоке. Эти экспоненты являются собственными значениями задачи (IX.8). Назовем $\sigma(\mu)$ собственным значением оператора
\[
J(\mu)=-\frac{d}{d t}+\mathrm{f}_{u}(t, \mu, 0 \mid \cdot) ;
\]

тогда задачу (IX.8) можно записать в форме
\[
\sigma \xi=J(\mu) \zeta, \quad \zeta \in \mathbb{P}_{T} .
\]

Отметим, что если $\sigma$ есть собственное значение оператора $J(\mu)$, то $\sigma+(2 \pi k i / T)$ также является его собственным значением для любого $k$ из $Z$ (ассоциированным собственным вектором служит $\hat{\zeta}(t)=$ $=\zeta(t) \exp (-2 \pi k i / T))$.
Теперь сопряженную задачу на собственные значения
\[
\bar{\sigma} \zeta^{*}=J^{*}(\mu) \zeta^{*}, \zeta^{*} \in \mathbb{P}_{T},
\]

где
\[
J^{*}(\mu)=\frac{d}{d t}+\mathrm{f}_{u}^{*}(t, \mu \mid \cdot),
\]

определим следующим образом. Линейный оператор $\mathrm{f}_{u}^{*}(t, \mu \mid \cdot)$ является сопряженным по отношению к оператору $\mathrm{f}_{u}(t, \mu, 0 \mid \cdot)$; это означает, что
\[
\left\langle\mathbf{a}, \mathrm{f}_{u}^{*}(t, \mu \mid \mathbf{b})\right\rangle=\left\langle\mathrm{f}_{n}(t, \mu, 0 \mid \mathbf{a}), \mathbf{b}\right\rangle .
\]
$\mathrm{B} \mathbb{R}^{n}$ оператором $\mathrm{f}_{u}(t, \mu, 0 \mid \cdot)$ служит матрица $\mathbf{A}(t, \mu)$, а оператором $\mathrm{f}_{u}^{*}(t, \mu \mid \cdot)$-матрица $\left.\mathbf{A}^{T}(t, \mu)^{1}\right)$. Второе скалярное произведение, удобное для $n T$-периодических функций, определим равенством
\[
[\mathbf{a}, \mathbf{b}]_{n T} \stackrel{\text { def }}{=} \frac{1}{n T} \int_{0}^{n T}\langle\mathbf{a}, \mathbf{b}\rangle d t,
\]

где $\langle\mathbf{a}, \mathbf{b}\rangle=\overline{\langle\mathbf{b}, \mathbf{a}\rangle}$. Линейный оператор $J^{*}(\mu)$ определим соотношением
\[
[\mathbf{a}, J(\mu) \mathbf{b}]_{T}=\left[J^{*}(\mu) \mathbf{a}, \mathbf{b}\right]_{T} .
\]

Проверим, что
\[
\left[\xi, \bar{\sigma} \xi^{*}\right]_{T}=\sigma\left[\zeta, \zeta^{*}\right]_{T}=\left[J(\mu) \xi, \zeta^{*}\right]_{T}=\left[\xi, J^{*}(\mu) \zeta^{*}\right]_{T}
\]

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru