Главная > ТЕОРИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ (И.Г.МАМКИЕ)
<< 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

Мы рассмотрим сначала случаћ, когда $n=0$ и, следовательно, уравнение возмущенного движения имеет вид
\[
\frac{d x}{d t}=X(x)=g x^{m}+g_{m+1} x^{m+1}+\ldots,
\]

где $m \geqslant 2$, а $g, g_{m+1}, \ldots$ – некогорые постоянные.
В рассматриваемом частном случае задача устойчивости решается сразу, а именно: если $m$ является числом четным, то невозмущенное движение неустойчиво; если же $m$ является числом нечетным, то при $g<0$ невозмущенное движение асимптотически устойчиво, а при $g>0$ оно неустойчиво.

Действительно, если $m$ – число четное, то правая часть уравнения (29.1) в некоторой окрестности начала координат принимает значения одного знака, совпадающего со знаком $g$. Поэтому если рассматривать точку, движущуюся по оси $x$ согласно уравнению (29.1), то скорость этой точки имеет определенное направление, независимо от того, будет ли точка находиться справа или слева от начала координат. Следовательно, если при $g>0$ движущаяся точка в начальный момент находится справа от начала координат, а при $g<0$ слева от начала координат, то она будет удаляться от этой точки пока не выйдет из области знакоопределенности функции $X$. Следовательно, невозмущенное движение неустойчиво вне зависимости от знака $g$.

Если $m$ – число нечетное, то скорость движущенся точки меняет свое направление при переходе чгрез начало координат. При этом при $g>0$ точка всегда удаляется от начала координат, а при $g<0$ она, напротив, к нему приближается. Следовательно, в первом случае невозмущенное движение неустойчиво, а во втором случае оно устойчиво и притом асимптотически.

Легко построить функции Ляпунова для рассматриваемой задачи, а именно, если $m$ – число нечетное, то полагаем:
\[
V=\frac{1}{2} g x^{2} .
\]

Для $\frac{d V}{d t}$ имеем:
\[
\frac{d V}{d t}=g^{2} x^{m+1}+g g_{m+1} x^{m+2}+\ldots
\]

Обе функции как $V$, так и $\frac{d V}{d t}$ знакоопределенны. При этом, если $g>0$, то обе эти функции будут одинакового знака, и $V$ удовлетворяет всем условиям теоремы Е, откуда мы снова заключаем о неустойчивости движения. При $g<0 V$ и $\frac{d V}{d t}$ имеют противоположные знаки и, следовательно, функция $V$ удовлетворяет всем условиям теоремы Б, откуда вытекает асимптотическая устойчивость.
При $m$ четном полагаем просто
\[
V=x .
\]

Тогда $\frac{d V}{d t}$ будет функцией знакоопределенной, а сама функция $V$, каков бы ни был знак $g$, может прннимать значения того же знака, что и $\frac{d V}{d t}$. Следовательно, как при $g>0$, так и при $g<0 V$ удовлетворяет всем условиям теоремы $B$, и незозмущенное движение неустойчиво.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru