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数学方程的解与几何图形(第一稿)

已有 2873 次阅读 2017-10-31 20:56 |个人分类:创新|系统分类:科研笔记

数学方程的解与几何图形.pdf

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摘要:当非线性代数方程出现多解(也就是方程的根)时,必然可以画出多个几何图形,系统启动后究竟运行在哪一个相图,是本文首要的论述内容。运动过程包含两种可能的随机,一种是系统合闸第一瞬间,处于三个平衡态P1,P2,P3中的哪一个纯属偶然;另种是即使选择平衡态P1后,动点P1在A1和B1之间来回运动,有可能受到偶然性的微小扰动,而跳变到其他平衡态。就是说系统必然诞生多解的动态过程而有多个不同的几何图形。

    其次,论述为什么非线性微分方程遵守唯一性定理。三阶线性微分方程有三个特征根,不管是实数,虚数或复数均有其特定的意义,但不是说三阶微分方程有三个解。一般的说,微分方程遵守唯一解定理,三阶微分方程只有一个唯一解。Chua氏电路方程有两个基波解,是由于Chua氏电路对于两种不同起始值,最后收敛到两种不变集合的结果。本文还举出另一个类似的例证,电路方程含两个基波解是由于起始条件不同引起的,最后收敛到两个稳定极限环。并不代表微分方程不遵守唯一性定理。到目前为止,没有发现非线性微分方程解的唯一性被推翻的例外。

    即使非线性微分方程也包含多解的非线性特性(一个纵座标电流对应多个横座标电压),但微分方程的解是唯一的。因为在代数方程中;动点运动过程包含两种可能的随机,在微分方程中两种随机都不可能存在。

    以Chua氏电路为例,即使其中存在多个平衡态,但其初态已经由初始条件给定,不存在偶然选择的可能;动点在运动过程不会因偶然的微小扰动而跳变,因为三个座标变量都是电容电压或电感电流,状态变量是不可能突然跳变的。因而Chua氏电路在一种起始条件下只可能有一个相图,它的图形解是唯一的。

 



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