摘 要: 為了研究平面自治系統(tǒng)的軌線在全平面上的分布情況,本文通過考察有限遠奇點、無限遠奇點、閉軌來進行該非線性系統(tǒng)軌線的全局結(jié)構(gòu)分析.
關(guān)鍵詞: 奇點 閉軌 Poincare′變換
分析系統(tǒng)
=x(x+by+1)?勖P(x,y)=y(x+by-b)?勖Q(x,y)(b>0)(1)
的軌線的全局結(jié)構(gòu).
解:1.分析有限遠奇點,解方程組
x(x+by+1)=0y(x+by-b)=0
可得有限遠奇點為O(0,0),E(0,1),E(-1,0).
對應(yīng)于奇點O(0,0)的特征方程為λ+(b-1)λ-b=0,特征根λ=1,λ=-b<0,O(0,0)是鞍點.
對應(yīng)于奇點E(0,1),有
=b+1,=0,
=1,=b.
特征方程為b+1-λ 01 b-λ=(b+1-λ)(b-λ)=0,特征根λ=b+1,λ=b.E(0,1)是不穩(wěn)定結(jié)點.
對應(yīng)于奇點E(-1,0),有
=-1,=-b,
=0,=-1-b.
特征方程為-1-λ -b0 Wgv8IoMh2Cm6Qtw5ZcgItA== -1-b-λ=(-1-λ)(-1-b-λ)=0,特征根λ=-1,λ=-b-1.
E(-1,0)是穩(wěn)定結(jié)點.
2.討論閉軌,由于x=0,y=0都是解,奇點A(0,0),A(0,1),A(-1,0)分別落在這兩條直線上,故方程組(1)無閉軌線.
3.討論無窮遠奇點.
?。á。┳鱌oincare′變換
u=,z=,
將系統(tǒng)(1)化成
=-u-bz=-bu-z-1(2)
?。áⅲ┣鬅o窮遠奇點并判斷其類型,方程組(2)在z=0上無奇點.
?。á#┰趘Oz平面上補充討論,令
v=,z=,
(1)變?yōu)?br/> =(1+b)v=-v+bz-b
?。?,0)顯然不是此系統(tǒng)的奇點.所以此系統(tǒng)不存在無窮遠奇點.
參考文獻:
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