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一阶微分方程诞生混沌的普遍性

已有 4222 次阅读 2015-4-3 11:54 |系统分类:科研笔记

周期态与混沌态都是非线性微分方程的图形解,前者表现为在仿真时间内,相轨线明显的在一个单循环或多循环的闭合轨上不断重复,后者表现为在仿真时间内,相轨线在一个有限的区域内不断环绕,而无法看到轨线的闭合与重复,延长仿真时间(要延长多少时间?)会不会看到轨线的闭合,这是一个遥遥无期的答案。

混沌科学尚未诞生前,在两变量构成的坐标相平面上,画出相点连续运动的相轨迹,显示两个动态变量相互间的非线性函数关系,做为方程的求解结果。这在上世纪五十年代就已经在非线性微分方程中广泛应用。例如范德堡振荡的平面相图是一个闭合的周期轨。

 混沌是非线性微分方程图形解较复杂的形态,混沌相图是求不出解析表达式微分方程的图形解,是一条三维的空间曲线,这条曲线显然要比范德堡振荡形成的极限环复杂得多。它是三个动态变量相互关系的多元非线性函数,这就是混沌函数。人类依靠这个图形解推进了非线性动态科学的发展,这就是混沌科学。用三维空间表示三个动态变量的相互函数关系,其有关的定义,概念,推理和结论可以推广到多维的欧氏空间。混沌是振荡周期的无限(或充分)延长,相图的轨线在显示的时段内,始终不重复。

 

一阶微分方程诞生混沌的普遍性.pdf



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