Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Построение асимптотического решения квазилинейных дифференциальных уравнений произвольного порядка с постоянными параметрами 14
1. Асимптотическое решение автономного уравнения . 14
2. Асимптотическое решение неавтономного уравнения в нерезонансном случае 31
3. Резонансный случай 35
ГЛАВА II. Квазилинейные дифференциальные уравнения произвольного порядка с мвдленно мешющймися параметрами 51
1. Автономное уравнение 51
2. Неавтономное уравнение 65
ГЛАВА III. Квазилинейные дифференциальные уравнения третьего порядка с запаз.эдванием 80
1. Автономное уравнение 80
2. Неавтономное уравнение в нерезонансном случае . 85
3. Резонансный случай 89
Литература
- Асимптотическое решение неавтономного уравнения в нерезонансном случае
- Резонансный случай
- Неавтономное уравнение
- Неавтономное уравнение в нерезонансном случае
Введение к работе
В настоящее время в биологии, теории управляемых систем, радиотехнике и особенно в динамических упругих системах с учетом реальных свойств материала часто приходится иметь дело с такими колебательными процессами, которые описываются нелинейными дифференциальными уравнениями высокого порядка.
Простым примером колебательной системы третьего порядка является тело с массой m , закрепленное на консольной балке, которая изготовлена из вязко-упругого материала типа іука-Максве-ла. Условная схема системы изображена на рис, I. Уравнения движения указанной системы имеют вид тх +сх + ^ (сс-н) = F > Ui-u) + кг. ^о ., где т - масса, у\ - коэффициент вязкости, К и с - жесткости, f= - внешняя сила. Смысл величин х и z показан на рис.1, инерция демпфера не учитывается.
Исключая переменную 2 , получим дифференциальное уравнение третьего порядка
С * л2> г ^2. Л і ' if - l==-V і Л=8ї?г (0.1)
//////////'/////
Рис. I
В* биологии при изучении таких важных явлений, как дифферен-цировка ткани или изоляции видов, необходимо изучение бифуркации стационарной точки. В некоторых случаях требуется изучение окрестности сложных особых точек, которые тесно связаны с дифференциальным уравнением вида [7]
ОС +С02Х = ef(octCj6S) (0.2)
Некоторые управляемые системы такке описываются дифференциальным уравнением третьего порядка [25] XtX+ (J-X2)X + X =0 ; (0.3) в котором нелинейность обуславливается центральной восстанавливающей силой. Здесь периодические решения уравнения (0.3) представляются с помощью метода возмущений в виде гармонических функций.
Работы [II,12,13] посвящены исследованию дифференциальных уравнений типа (0.4) бс+ах + Ьх+х + (iffr)= cos cot;
Нелинейная функция (*-) представляется в виде разложения по ультрасферическим полиномам, в котором удерживается линейный член. Здесь рассмотрена зависимость амплитуды от частоты о> вы нужденных колебаний [31,33] и устойчивость системы в случае /(*)= я* f34] .
В работе Осинского 3. и Бояджеева Г. [28] асимптотический метод, разработанный Митропольским Ю.А., применен для построения решений уравнения типа
Лс +т<* +аа^+„,*мх=еАсфА^, г) , (0.5) где Т= t - медленно меняющееся время. Решение этого уравнения найдено в форме І.= |СОа + А,а,а)+Ег... .
4=?W + ac,№W + *... . (o_6)
Мартынюк Д.И. и Форчук В.й. [ 9] рассмотрели периодические решения дифференциального уравнения и -го порядка с запаздыванием типа ^^effrxVMt-Vy-.M"'^,^-'*)^) , (0.7) где - малый параїлетр, функция -f периодическая по t с периодом яте и аналитическая по остальным переменным в области ..-;|x("-'V
Авторы показали, что заменой переменных уравнение (0.7) можно привести к системе уравнений стандартного вида. Для исследования периодических решений такой системы можно использовать затем метод усреднения Боголюбова и Митропольокого, но при таком приведении решения уравнения (0.7) зависят от дробных степеней б и исследование периодических решений затрудняется. Поэтому желательно построить алгоритм, позволяющий находить периодические решения уравнения (0.7), содержащие только целые степени ё Изложенный в [3] алгоритм для обыкновенных дифференциальных уравнений п -го порядка помог достичь этой цели.
Периодические решения уравнения (0.7), содержащие только целые степени t , строятся на основе следующей теоремы.
Теорема 9 . Для любого положительного Ь < R существует Bi >о такое, что для каждой постоянной а , удовлетворяющей условию|а/<Ь»и каждого ЄЄІ-Е^Ві] существует единственная функция = Z ft>'(*,) , аналитическая по a. , е и удовлет- воряющая соотношению (0.8) где I - тождественный оператор, Р - оператор усреднения. Функцию ZW можно получить методом последовательных приближений по формуле
Если существует о<2<, и аналитическая функция асе) такие, что /a()|z (0.10) то Z(-tj4() )t) является периодическим решением уравнения (0.7) и, обратно, если уравнение (0.7) имеет периодические решение Исследование нелинейных дифференциальных уравнений произвольного порядка можно найти также в некоторых других статьях, например, в [6,8,26,27,29,30,32] . В этих работах авторн иополь-зовали различные методы отыскания решений нелинейных дифференциальных уравнений произвольного порядка в конкретных случаях. Предлагаемая работа посвящена применению асимптотического метода, разработанного Крыловым - Боголюбовым - Митропольским [і,6,12,15,16] , к исследованию квазилинейных дифференциальных уравнений произвольного порядка с постоянными параметрами, с медленно меняющимися параметрами, и с запаздыванием. При этом основное внимание уделено построению семейства периодических решений указанных уравнений. Эти решения в ряде важных случаев обладают свойством сильной устойчивости, заключающимся в том, что любое решение при начальных значениях, близких к начальным значениям этих решений, стремится к последним при 8->о Построение приближенных решений указанных уравнений с помощью асимптотического метода имеет ряд преимуществ. Во-первых, наряду с исследованием стационарных решений этот метод дает возможность изучать переходные процессы, близкие к стационарным, как в системах с постоянными параметрами, так и в системах с медленно изменяющимися параметрами ГIIД2] . Во-вторых, исследование устойчивости стационарных решений очень просто, так как в первом приближении оно приводит к изучению устойчивости линейных систем с постоянными коэффициентами. Работа состоит из введения и трех глав. Первая глава посвящена изложению асимптотического метода построения решений квазилинейных дифференциальных уравнений произвольного порядка с постоянными параметрами. В первом параграфе исследуется автономное уравнение вида (N) (N-0 - (И-І) х +о^ +...+o(N_1x+o<Na = |=(»,xJ...,al ,), (о.П) где xl4=-~-JE , о( ,..., <х -вещественные постоянные, 8 - малый параметр, функция F имеет достаточное число производных по всем ее аргументам. С помощью асимптотического метода для уравнения (0.11) построено семейство частных двухпараметричес-ких периодических решений как в одночастотном режиме, когда характеристическое уравнение имеет одну пару чисто мнимых корней, так и в многочастотном режиме, когда характеристическое уравнение имеет не одну, а несколько пар чисто мнимых корней и нет внутренних резонансов. В случае линейной системы многочастотные решения при наличии нескольких пар чисто мнимых корней характеристического уравнения получаются на основании принципа суперпозиции как линейная комбинация одночастотных решений. В случае квазилинейной системы принцип суперпозиции не имеет места, и мы не можем из одночастотных решений получить многочастотные. В этом случае многочастотное решение необходимо искать непосредственно. Во втором параграфе рассматривается неавтономное уравнение ^«^і..^^***'*'-"'^--"**)) (0,12) ЛЯЄТСЯ ПерИОДИЧеСКОЙ ПО ПеремеННЫМ 1 , . .. , &f С ПерИОДОМ 271 для нерезонансного случая, когда между корнями характеристического уравнения и частотами У; не существуют соотношения типа ^- + ^+^+- + ^^ = ) (0ЛЗ) ( т=^А,гґ--^ } В нерезонансном случае построение приближенных решений с помощью асимптотического метода аналогично автономному случаю. Отличие будет лишь в том, что приближенные решения содержат еще и б», , ...» єу * В третьем параграфе исследуется неавтономное уравнение (0.12) в резонансном случае. Здесь рассматриваются как простой, так и комбинационный резонанси. При простом резонансе внешняя сила является одночастотной (У) и резонирует лишь с одной из собственных частот ( -& ): Jl=J^Y (0.14) где <] , небольшие целые числа. Комбинационный резонанс имеет место, когда выполняются равенства (0.13). Этот случай включает в себя овозможность внутренних резонансов вида (0.15) где fM-eonrt ( і =1,2,..., г ), функция Р яв- В первой главе также излагаются в сжатой форме необходимые сведения из теории устойчивости стационарных решений системы уравнений для амплитуд и фаз, которые используются при изучении конкретных задач. Вторая глава посвящена исследованию дифференциальных уравнений произвольного порядка с медленно меняющимися параметрами, В первом параграфе рассматривается автономное уравнение типа Д«|/в+..Л Ю*+«ус)х . CFtt,*.*,..,**"! «)', (0Л6) где Твб-fc - медленное время. Сначала изучается случай одночастотного решения этого уравнения, когда при некотором фиксированном значении -т характеристическое уравнение имеет пару простых чисто мнимых корней, а остальные корни имеют достаточно большую по величине отрицательную вещественную часть. Может случиться, что характеристическое уравнение не имеет чисто мнимых корней, но имеет корни с достаточно малой вещественной частью. Тогда в силу непрерывной зависимости корней уравнения от его коэффициентов мы можем изменить параметры уравнения (0.16) так, чтобы характеристическое уравнение имело чисто мнимые корни. Соответствующие поправочные члены относим к нелинейным членам уравнения (0.16). В конце первого параграфа данной главы исследуется многочастотное решение уравнения (0.16), когда характеристическое уравнение имеет не одну, а несколько пар чисто мнимых корней, но при условии, что отсутствует внутренний резонанс. Во втором параграфе рассматривается неавтономное дифференциальное уравнение с медленно меняющимися параметрами* Вначале исследуется одночастотное решение уравнения вида - II - Л^(т)х(^+... + «н_(Т)х+^(с)х = Р(т,х,х;...^ы"1)50,) ; (0.17) для простого резонансного случая, когда частота s>(r) = ^ на-ходится в следущемм отношении с характеристическим корнем: ii(T) = -^vcc)+6-(r)J (0.18) где cj , р - небольшие целые числа. Второй параграф заканчивается исследованием многочастотных решений неавтономного дифференциального уравнения с медленно менящимися параметрами вида оЛ ч,Ю *(ЛМ + + *Н_\Ъ + Следует заметить, что построение высоких приближений решения по предложенноілу асимптотическому методу не представляет принципиальных затруднений. Однако в практике уже первых двух, а часто и одного первого или первого улучшенного приближения бывает вполне достаточно. В третьей главе рассматривается квазилинейное дифференциальное уравнение третьего порядка с запаздыванием. В первом параграфе дается способ построения приближенных решений для автономного уравнения вида № \d# z dt 5 ' di*- '* dt '3 * «**' " ** (0.21) ГДЄ V . <*g , o<3 , |5(f , fa , |35 , Л - ПОСТОЯННЫе, - МЭЛЫЙ параметр, при предположении, что харшстеристическое уравнение имеет пару чисто мнимых корней Ту = ±iii и остальные корни имеют достаточно большую по величине отрицательную вещественную часть. Во втором параграфе рассматривается неавтономное уравнение в нерезонансном случае, когда функцияр, стоящая в правой части уравнения (0.21), имеет вид р = е(дШ, <**«:) ,d%^ ,gft-A) dacCt-Д) d2ocft-A) я . } Нерезонансность заключается в отсутствии соотношений типа ,рл+^=о , cj , - целые числа. Влияние внешнего возбуждения 0 в данном случае выражается в том, что решение уравнения будет содежать о - ІЗ - В третьем параграфе асимптотические разложения строятся в резонансном случае, когда выполняется следующее соотношение Л =±V+6" здесь ф , с\ - некоторые взаимно простые числа, определяющие вид резонанса, <г - расстройка частот. Устойчивость стационарных решений исследуется с помощью критерия Рауса-Гурвица. В настоящей работе эффективность асимптотического метода для решения дифференциальных уравнений произвольного порядка демонстрируется на конкретных примерах, связанных с различными практическими задачами. Как было отмечено в [ІД2] практическая применимость асимптотического метода определяется не свойствами сходимости указанных рядов при увеличении до бесконечности числа членов разложения, а их асимптотическими свойствами для m первых членов и ->о . Поэтому здесь мы не будем изучать проблему сходимости при w -» оо и условимся рассматривать представленные разложения как формальные, необходимые для построения астштотичеоких приближений. Основные результаты настоящей работы опубликованы в статьях [17,18,21-24,35] . В третьем параграфе исследуется неавтономное уравнение (0.12) в резонансном случае. Здесь рассматриваются как простой, так и комбинационный резонанси. При простом резонансе внешняя сила является одночастотной (У) и резонирует лишь с одной из собственных частот небольшие целые числа. Комбинационный резонанс имеет место, когда выполняются равенства (0.13). Этот случай включает в себя овозможность внутренних резонансов вида (где fM-eonrt ( і =1,2,..., г ), функция Р яв В первой главе также излагаются в сжатой форме необходимые сведения из теории устойчивости стационарных решений системы уравнений для амплитуд и фаз, которые используются при изучении конкретных задач. Вторая глава посвящена исследованию дифференциальных уравнений произвольного порядка с медленно меняющимися параметрами, В первом параграфе рассматривается автономное уравнение типа Сначала изучается случай одночастотного решения этого уравнения, когда при некотором фиксированном значении -т характеристическое уравнение имеет пару простых чисто мнимых корней, а остальные корни имеют достаточно большую по величине отрицательную вещественную часть. Может случиться, что характеристическое уравнение не имеет чисто мнимых корней, но имеет корни с достаточно малой вещественной частью. Тогда в силу непрерывной зависимости корней уравнения от его коэффициентов мы можем изменить параметры уравнения (0.16) так, чтобы характеристическое уравнение имело чисто мнимые корни. Соответствующие поправочные члены относим к нелинейным членам уравнения (0.16). В конце первого параграфа данной главы исследуется многочастотное решение уравнения (0.16), когда характеристическое уравнение имеет не одну, а несколько пар чисто мнимых корней, но при условии, что отсутствует внутренний резонанс. Во втором параграфе рассматривается неавтономное дифференциальное уравнение с медленно меняющимися параметрами Вначале исследуется одночастотное решение уравнения вида для простого резонансного случая, когда частота s (r) = на-ходится в следущемм отношении с характеристическим корнем: где cj , р - небольшие целые числа. Второй параграф заканчивается исследованием многочастотных решений неавтономного дифференциального уравнения с медленно менящимися параметрами вида здесь правая часть содержит г угловых переменных ei ,..., ег Предполагается, что в рассматриваемом промежутке изменения % выполняются условия резонансов r e т » Ьт - небольшие целые числа, некоторые из них могут быть и нулями Условия (0.20) включают в себя все возможные ре зонансы. Следует заметить, что построение высоких приближений решения по предложенноілу асимптотическому методу не представляет принципиальных затруднений. Однако в практике уже первых двух, а часто и одного первого или первого улучшенного приближения бывает вполне достаточно. Если все собственные значения матрицы имеют отрицательные вещественные части, то стационарное решение «о=К»-) ogo) системы Уравнений (І.4І) асимптотически устойчиво. Если хотя бы одно собственное значение матрицы ф имело положительную вещественную часть, то стационарное решение QQ неустойчиво. Для решения вопроса об устойчивости стационарного решения в критическом случае, когда матрица ф не имеет собственных значений с положительными вещественными частями, но имеет собственные значения с нулевыми вещественными частями, необходимо рассматривать уравнения возмущенного движения с учетом членов более высоких степеней. На основе критерия устойчивости мы приходигл к выводу, что стационарные амплитуды (I.5I)j, (I.5I)2, (I.5I)3 - неустойчивы, они имеют тип седла, и что стационарная амплитуда (1.51) устойчива, она имеет тип фокуса [19] . Фазовый портрет имеет вид, показанный на рис. 2. В отличие от предыдущего параграфа здесь между величиной У= и корнями характеристического уравнения (1.3) существует опре деленное соотношение. Рассмотрим сначала простейший случай, когда характеристическое уравнение имеет одну пару чисто мнимых корней =±іл , а его остальные корни имеют отрицательную вещественную часть с достаточно большими абсолютными значениями и резонансное соотношение имеет вид периодические функции с периодом 2ТГ по обеим угловым переменным и в , не содержат первых гармоник cos Ф , sw$ . Величины а и У -некоторые функции времени, которые мы должны определить из соответствующих дифференциальных уравнений. Так как разность фаз при резонансе может оказать существенное влияние на изменение амплитуды и частоты, то в отличие от ранее рассматривавшихся случаев будем представлять .—- и —— как функции не только а , но и Ф . Поэтому для определения о и у составляем следующую систему Таким образом, нам нужно определить функции A; (a jty) , $(а,ц ) . Как и раньше, подставляем выражения (1.68), (1.70) в уравнение (1.66) с учетом Рассмотрим квазилинейное "автономное" дифференциальное уравнение высокого порядка с медленно меняющимися параметрами вида где отсутствуют члены, зависящие явно от времени t , te [о,т] Т - конечное значение, - малый положительный параметр, T=t - медленное время, указывающее на то, что параметры уравнения (2.1) изменяются медленно, т.е. их производные по независимой переменной "t пропорциональны малому параметру Переходя к построению асимптотического приближенного решения уравнения (2.1), предположим, что для любых коэффициенты о (Х) ( і =1,2,..., N ) и функция Ffa / /-у їг) имеют достаточное число производных по всем их аргументам. Допустим также, что характеристическое уравнение имеет для некоторого постоянного значения] одну пару чисто мнимых корней, а остальные корни имеют отрицательную вещественную часть с достаточно большой абсолютной величиной. Более общий случай будет изучен позже. Одновременно с уравнением (2.1) рассмотрим еще уравнение где параметр т рассматривается как постоянная величина и, следовательно, коэффициенты { ) - постоянные. Уравнение (2.3) мы получаем, положив в уравнении (2.1) В =0и считая С некоторым постоянным параметром. Уравнение (2.3) мы будем называть вырожденным уравнением, соответствующим уравнению (2.1). Уравнение (2.3) имеет семейство частных периодических решений, зависящих от двух параметров oc = acos p ; (2.4) Наличие нелинейного возмущения ( Є 0), а также медленного изменения ряда параметров приводит к появлению в решении уравнения (2.1) ряда дополнительных явлений по сравнению с получаемыми по формуле (2.4). Мы будем искать решение уравнения (2.1) в виде разложения в котором являются периодическими функциями переменной р с периодом ETC , ограниченными для конечных значений а , а величины о, и р , как функции времени, определяются следующими дифференциальншли уравнениями Переходим теперь к нахождению неизвестных функций UL(T;a,cp), A-CCjO) » B-(TjQ) . При этом требуем, чтобы в выражениях Ц(т,а,(р; отсутствовали первые гармоники cosf и s mcp Это требование, как известно [l,2] , обеспечивает однозначность функций Исследуем теперь квазилинейное неавтономное дифференциальное уравнение высокого порядка с медленно менявшимися параметрами типа функция, перио дическая по переменной с периодом Zii , которая может быть представлена в виде Коэффициенты Fh являются полиномами Допустим, что коэффициенты Х;(т) уравнения (2.37), а также р (г х,..., xM,в) и тКт) имеют достаточное число производных по т . Предположим еще, что характеристическое уравнение (2.2) для некоторого значения Te[o»L] имеет одну пару чисто мнимых корней \= ± і ЛСГ) 9 а остальные корни имеют отрицательную вещественную часть с достаточно большой абсолютной величиной. Мы будем рассматривать резонансный случай, когда существует следующее отношение между тХг) и п(х) : где \ и р - некоторые целые взаимно простые числа. Аналогично случаю неавтономного уравнения с постоянными коэффициентами мы будем искать частное двухпараметрическое решение уравнения (в виде асимптотического ряда являются периодическими функциями с периодом 27г относительно переменных в не содеркат первых гармоник cos$ , sw# . Величины а и V как фунудии времени определяются из уравнений Для нахождения неизвестных функций ц-(і,о, Ф,&) , Af (Т,а,V) , В аіЧО подставляем выражения (2.40) в (2.37), згчитывая при этом формулу для х Предположим, что коэффициенты о .ф уравнения (2.53), а также тлеют достаточное число производных для всех т , принадлежащих интервалу CO,L] и что характеристическое уравнение (2.2) для некоторого постоянного значения TeCo,L3 имеет і пар чисто мнимых корней Л= ±LI2SCT) , s = а остальные корни имеют отрицательную вещественную часть с достаточно большой абсолютной величиной. Кроме того предположим, что существуют следующие соотношения между л5(г) и Vseo вида Нелинейные дифференциальные уравнения второго порядка с запаздыванием изучены достаточно полно. Теория таких уравнений излагается во многих работах [4,5,10,13,14,20] . Однако до настоящего времени нелинейные уравнения более высокого порядка с запаздыванием рассмотрены только в некоторых особенных случаях, например, в работах [8,9] . В этой главе рассматриваются квазилинейные дифференциальные уравнения третьего порядка с запаздыванием, к исследованию которых приводят механические задачи с учетом наследственности материала, а также другие физические и биологические задачи. Допустим, что характеристическое уравнение для уравнения (3.2) имеет пару чисто мнимых простых корней Л = ± і Л , а остальные корни имеют достаточно большую по величіше отрицательную вещественную часть/Легко проверить, что число _а удовлетворяет следующим уравнениям В данном случае порождающее уравнение (3.2) имеет семейство частных периодических решений, зависящих от двух произвольных параметров: где a , v - постоянные. Рассмотрим теперь следующую задачу. Построить асимптотические формулы для частного решения исходного дифференциального уравнения (3.1), которое при малых близко к решению (3.5) порождающего уравнения (3.2). Мы будем искать указанное решение в виде Здесь p(t) = л + Ц , а функции Ц(а,ср) , иг(а,ср) ,... являются периодическими с периодом 271 по Ф . Величины а и f как функции времени должны быть определены из системы уравнений Задача сводится к определению выражений для неизвестных функций и интегрированию системы уравнений (3.7). Для однозначного определения функций (3.8) требуем, чтобы в выражениях для ЦСад) , отсутствовали первые гармоники утла 9 : cos p si ncp . Подставляя в уравнение (3.1) выражение для функции xft) и ее производные, вычисленные с учетом уравнений (3.7), раскладывая затем обе части полученного равенства в степенной ряд по 6 и приравнивая коэффициенты, получим следующие уравнения Авторы показали, что заменой переменных уравнение (0.7) можно привести к системе уравнений стандартного вида. Для исследования периодических решений такой системы можно использовать затем метод усреднения Боголюбова и Митропольокого, но при таком приведении решения уравнения (0.7) зависят от дробных степеней б и исследование периодических решений затрудняется. Поэтому желательно построить алгоритм, позволяющий находить периодические решения уравнения (0.7), содержащие только целые степени ё Изложенный в [3] алгоритм для обыкновенных дифференциальных уравнений п -го порядка помог достичь этой цели. Периодические решения уравнения (0.7), содержащие только целые степени t , строятся на основе следующей теоремы. Для любого положительного Ь R существует Bi о такое, что для каждой постоянной а , удовлетворяющей условиюа и каждого существует единственная функция = Z ft ( ,) , аналитическая по a. , е и удовлет воряющая соотношению где I - тождественный оператор, Р - оператор усреднения. Функцию ZW можно получить методом последовательных приближений по формуле Если существует о и аналитическая функция асе) такие, что является периодическим решением уравнения (0.7) и, обратно, если уравнение (0.7) имеет периодические решение выражением (0.10). Исследование нелинейных дифференциальных уравнений произвольного порядка можно найти также в некоторых других статьях, например, в [6,8,26,27,29,30,32] . В этих работах авторн иополь-зовали различные методы отыскания решений нелинейных дифференциальных уравнений произвольного порядка в конкретных случаях. Предлагаемая работа посвящена применению асимптотического метода, разработанного Крыловым - Боголюбовым - Митропольским [і,6,12,15,16] , к исследованию квазилинейных дифференциальных уравнений произвольного порядка с постоянными параметрами, с медленно меняющимися параметрами, и с запаздыванием. При этом основное внимание уделено построению семейства периодических решений указанных уравнений. Эти решения в ряде важных случаев обладают свойством сильной устойчивости, заключающимся в том, что любое решение при начальных значениях, близких к начальным значениям этих решений, стремится к последним при 8- о Построение приближенных решений указанных уравнений с помощью асимптотического метода имеет ряд преимуществ. Во-первых, наряду с исследованием стационарных решений этот метод дает возможность изучать переходные процессы, близкие к стационарным, как в системах с постоянными параметрами, так и в системах с медленно изменяющимися параметрами ГIIД2] . Во-вторых, исследование устойчивости стационарных решений очень просто, так как в первом приближении оно приводит к изучению устойчивости линейных систем с постоянными коэффициентами. Работа состоит из введения и трех глав. Первая глава посвящена изложению асимптотического метода построения решений квазилинейных дифференциальных уравнений произвольного порядка с постоянными параметрами. В первом параграфе исследуется автономное уравнение вида вещественные постоянные, 8 малый параметр, функция F имеет достаточное число производных по всем ее аргументам. С помощью асимптотического метода для уравнения (0.11) построено семейство частных двухпараметричес-ких периодических решений как в одночастотном режиме, когда характеристическое уравнение имеет одну пару чисто мнимых корней, так и в многочастотном режиме, когда характеристическое уравнение имеет не одну, а несколько пар чисто мнимых корней и нет внутренних резонансов. В случае линейной системы многочастотные решения при наличии нескольких пар чисто мнимых корней характеристического уравнения получаются на основании принципа суперпозиции как линейная комбинация одночастотных решений. В случае квазилинейной системы принцип суперпозиции не имеет места, и мы не можем из одночастотных решений получить многочастотные. В этом случае многочастотное решение необходимо искать непосредственно.Асимптотическое решение неавтономного уравнения в нерезонансном случае
Резонансный случай
Неавтономное уравнение
Неавтономное уравнение в нерезонансном случае
Похожие диссертации на Асимптотические методы построения решений квазилинейных дифференциальных уравнений произвольного порядка