3. Неустойчивость по линейному приближению.
Теорема 1. Пусть вектор-функция
дважды непрерывно дифференцируема в некоторой окрестности положения равновесия а. Если матрица Якоби имеет собственное значение с положительной вещественной частью, то положение равновесия а неустойчиво.
Доказательство. Пусть
Применим теорему Четаева (§ 6). В качестве функции Четаева мы, как и в § 7, возьмем
(см. (9), § 7). Тогда
где
. В любой окрестности точки
имеются точки, в которых
что следует из вида этой функции, и точки, в которых
Действительно,
так что
например, в точке вида
достаточно мал, так как
в этой точке,
. Поэтому существует область
в которой
и граница которой содержит точку
Из теоремы Четаева следует неустойчивость положения равновесия.