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本文的主要目的是使用局部化的思想对动力系统熵的理论(包括序列熵和复杂性函数)进行深入的研究,既有对原有的点对和点串理论的细化,也发展了新的局部化方法,并寻求其在动力系统的动力学属性,动力系统内在结构和动力系统分类等方面的研究的应用.同时我们的工作突出了熵、序列熵和复杂性函数三者之间的相似性和差异性.
本文的具体安排如下:在第一章中,我们先简要的介绍了动力系统和遍历论的起源与主要研究内容,其间穿插了对这门学科的发展的回顾.然后详细的介绍了动力系统熵的相关理论的研究的背景、发展现状以及它在动力系统其它方面的研究中的应用.在第二章中,我们介绍了本文涉及到的一些拓扑动力系统和遍历理论的基本概念和结论.
在第三章中,我们将致力于熵的局部化理论的深入研究.我们提出了熵序列和极大熵集的概念(既包括拓扑动力系统的情形也包扩遍历论的情形);证明了一个集合为熵集当且仅当此集合中任何n个不同的点构成n熵串;证明了每个极大熵集都是闭集并刻画了具有唯一极大熵集的系统.我们还证明了在正熵系统中,必存在一个极大熵集具有不可数个点,系统的拓扑熵是所有极大熵集上的熵的上确界,这在某种意义上说明了熵集集中了系统的复杂性.最后我们构造了一个具有只包含两个点的极大熵集的系统,从这个例子上可以看出正熵系统在精细结构上的复杂性,利用这个例子的想法,我们还构造了一个传递的非拓扑K的具有唯一极大熵集的系统.
在第四章中,我们先介绍了当前序列熵的局部化理论的一些概念和结果,然后利用序列熵串得到了一个不交性定理,由此证明了弱混合系统与Morse极小系统不交,这也是对已有的不交性定理的一个改进.
在第五章中,我们研究了流上的null系统.我们首先在流上引入序列熵、序列熵对和弱混合对的概念,证明了极小null流是其极大等度连续因子的几乎一对一扩充并且是唯一遍历的,推广了叶向东和黄文等人关于离散情形的相关结果.作为应用,我们用序列熵的语言刻画了几乎自守流的结构.进一步,我们在IR上引入了null函数的概念并研究了它的某些性质,构造例子说明了极小几乎自守null函数严格介于几乎周期函数和几乎自守函数之间.
在第六章中,我们介绍了当前关于复杂性函数的局部化理论的一些概念和结果,利用第四章的方法同样得到了相应的不交性定理,证明了扩散系统与Morse极小系统不交.更多的,我们总结了熵、序列熵和复杂性函数这三个概念在局部化理论方面的性质和结果,展示了这三个概念的平行与差异.