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本文研究了下列系统极限环存在性,不存在性以及唯一性等问题.
{dx/dt=p(y),dy/dt=-q(y)f(x)-g(x).
在对其一些轨线的研究之后构造出了Poincaré-Bendixson环域从而得到极限环存在定理,内境界线的构造是简单的,只要利用系统唯一的奇点即原点的不稳定性即可,问题的难点在于构造外境界线,本文着力于去寻找系统的一条轨线,它围绕原点盘旋且有界,函数f(x)零点个数对寻找这样的轨线有很大影响,当函数f(x)有两个异号的零点时,我们只需要想法控制轨线的斜率,使得它与特征曲线和坐标轴相交即可,而当函数f(x)只有一个零点时,要让轨线与特征曲线相交就困难一些.
在研究系统极限环不存在性时,本文对某些轨线的ω极限集和α极限集研究之后得到了极限环不存在的判定定理,如果找到系统的一条轨线,其正半轨趋于无穷远,而负半轨趋于原点,则根据解的唯一性可以判断系统没有极限环,当函数f(x)没有零点时很简单,这时候原点是全局不稳定的,从而没有极限环,当函数f(x)只有一个零点时,我们找到了一条轨线,其负半轨趋于原点,而正半轨不在某一区域不与特征曲线相交,从而趋于无穷远,而当函数f(x)有两个异号的零点时,直接寻找这样的轨线使得正半轨与特征曲线不相交比较困难,转而让正半轨不和坐标轴相交
本文还推广了文[6]的唯一性定理,[6]利用Tkachev定理找到了系统不存在多重极限环的条件,再利用广义旋转向量场理论得到了极限环的唯一性定理,本文通过一个变换使得上述系统轨道等价于[6]所研究的系统.文中还给出了系统极限环不存在性的一般性结论.