基本集

基本集

基本集是動力系統研究的重要不變集之一。它是根據公理A系統譜分解的基本集所具有的動力學性質而抽象出來的概念。

基本介紹

  • 中文名:基本集
  • 外文名:basic set
  • 適用範圍:數理科學
簡介,公理A,

簡介

在動力系統的研究中,對基本集的理解一般認為它不是單獨的一個雙曲不動點(雙曲奇點)。基本集的作用在於它在很大程度上確定了系統的軌道結構。

公理A

這是斯梅爾為刻畫結構穩定性提出的一種關於非遊蕩集的條件。這個概念在流和離散系統中形式上平行地出現,但由於基礎是雙曲集的概念,實際上蘊涵著重要的不同。這裡就離散情形加以說明。
稱一個微分同胚f滿足公理 A,如果非遊蕩集Ω(f) 為雙曲集,並且周期點在Ω(f) 中稠密。公理 A 微分同胚的特徵是,非遊蕩集分解成有限個互不相交的拓撲傳遞的[雙曲]緊不變集,稱作基本集
一個微分同胚的動力性態主要體現在非遊蕩集上,或更大一點,鏈回歸集上。至於遊蕩部分,或非鏈回歸部分,則比較簡單。鏈回歸分解為互不相交的、不可分解的緊不變集,稱為鏈傳遞分支。一個鏈傳遞分支本身可能有複雜的動力形態。但造成動力形態高度複雜的一個更為嚴重的原因是,一個微分同胚可能有,甚至可能在擾動下持續地有,無窮多個鏈傳遞分支。
相比之下,公理 A 微分同胚由於只有有限個鏈傳遞分支,動力形態就相對簡單(即使各個鏈傳遞分支內部可能有斯梅爾馬蹄那樣的複雜程度)。如果把馬蹄這樣的不變集看成是一個複雜化了的“鞍點”,把雙曲吸引子和排斥子看成是一個複雜化了的“匯點”和“源點”,那么公理 A 微分同胚就在更高的複雜度下類比於一個莫爾斯-斯梅爾微分同胚。
在公理 A 的條件基礎上,再加上無環條件或強橫截條件,就是斯梅爾提出的、後來被證明為Ω 穩定和結構穩定的充分條件。

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