哈密顿系统的Hill-型公式及其应用

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哈密顿系统中的Hill-型公式源于Hill对3-体问题的研究。Hill-型公式联系了作用泛函临界点Hessian的无穷行列式和线性庞加莱映射及边值条件的矩阵行列式,由此推导出的Krein-型迹公式可应用于研究哈密顿系统周期解的稳定性,例如估计椭圆拉格朗日解的稳定区域和双曲区域。本文首先总结了拉格朗日边值条件下哈密顿系统的Hill-型公式及Krein-型迹公式,而这种边值条件自然地来源于n-体问题中的N-可逆对称周期轨道,其中N是反辛正交矩阵。随后,考虑Sturm-Liouville系统的特征值问题,迹公式可以用于得到一些无穷级数恒等式。最后,我们总结了任意自伴边值条件下线性哈密顿系统和Sturm-Liouville系统的Hill-型公式。本文共分为五章:第一章介绍了Hill-型公式的背景及发展;第二章利用条件Fredholm行列式的相关性质推导了拉格朗日边值条件下哈密顿系统的Hill-型公式;第三章介绍了由Hill-型公式推导出Krein-型迹公式的具体过程,并说明了拉格朗日边值条件下与周期型边值条件下Hill-型公式的联系;第四章给出了Sturm-Liouville系统中的Hill-型公式和Krein-型迹公式并推导出一些恒等式;第五章介绍了任意自伴边值条件下的Hill-型公式和Krein-型迹公式。
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