牛顿方程周期解的研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xuyanfang1968
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微分方程在实际中有着广泛的应用,凡是与变化率有关的问题几乎都可以用微分方程模型来研究.为了弄清一个实际系统随时间变化的规律,需要讨论微分方程解的性态.而研究微分系统解的性态,主要通过求其解(数值解,分析解,级数解)或定性分析来实现.当微分系统为周期系统时,我们通常采用Poincaré映射来研究其周期解的性态.本文主要应用了Mironenko的反射函数理论研究了牛顿方程的反射函数,并应用所得结论建立了周期牛顿方程的Poincaré映射,研究了其周期解的定性性态.  首先我研究了齐线性牛顿方程x"+a(t)x+b(t)x=0的等价系统[xy]=A(t)[xy]的反射矩阵F(t)的结构,并得出F(t)=H(t)eα(t),detH(t)=1,H(t)=[h1(t)h3(t)h2(t)/h1(t)],h1,h3为奇函数结构形式.接下来讨论了微分系统[xy]=B(t)[xy]以H(t)=[h1h3h2/h1]为反射矩阵的充分条件.  在本文中首先讨论了系统x=B(t)x分别具有h1(-t)=h1eβ或h3=k(t)h2等特征的反射矩阵H(t)=[h1h3h2/h1]的充分条件,进而讨论了当B(t+2ω)=B(t)时,该周期线性系统x=B(t)x周期解的个数及稳定性态.  其次,我们讨论了非齐线性牛顿方程x"+a(t)x+b(t)x=(ψ)(t)以及与其等价的微分系统[xy]=A(t)[xy]+φ(t)的反射矩阵F(t,x,y)=F1(t)[xy]+F0(t)的充分条件,并应用所得结果讨论了当该非线性系统为周期系统时,其周期解的性态.  最后本文对于所得结论的正确性,可行性,在第四部分中给出例子进行验证.
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