Reja kirish asosiy qism
Download 1.01 Mb. Pdf ko'rish
|
DIRAK SISTEMASI UCHUN LYAPUNOV FUNKSIYASI VA UNING XOSSALARI
- Bu sahifa navigatsiya:
- Yechish. 1-hol.
- 4. FOYDALANGAN ADABIYOTLAR
5-misol. Ushbu differensial tenglamalar sistemasining 1 2 ( ) ( ,
) 0
x x yechimini turg‘unlikka tekshiring: 3 1
2 2 1 1 2 , 1 ( ). 2 x x x x x x
Yechish. Berilgan sistema uchun Lyapunov funksiyasini 2 2 1 2 1 2 ( ,
) 2
x x ko‘rinishda izlaymiz. Endi 1 2
) V x x funksiyasining berilgan sistema bo‘yicha hosilasini hisoblaymiz: 3 3 2 4 2 2 3 1 2 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2 1 2 4 2 ( ) 4 (
) 2 2 4 2
dx dV x x x x x x x x x x x x x dt dt dt
2 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 1 2 2 ( 2 ) 2 ( ) 0, (0,0) 0, (0,0) 0 x x x x x x x x V V
. Demak, 1-teoremaga ko‘ra 1 2 ( ) ( ( ), ( ))
0 x t x t x t yechim Lyapunov ma’nosida turg‘un ekan. 6-misol. Ushbu
differensial tenglamalar sistemasining 1 2 ( ) ( ( ),
( )) (0,0)
x t x t x t muvozanat nuqtasini turg‘unlikka tekshiring: 1 2 2 1
x x x
Yechish. Bu misolda Lyapunov funksiyasini 2 2 1 2 1 2 ( )
x x ko‘rinishida tanlaymiz va uning berilgan sistema bo‘yicha to‘liq hosilasini hisoblaymiz: 1 2 1 2 1 2 2 1 1 2 1 2
2 2 2 ( ) 2 ( ) 2 2 0
dx dV x x x x x x x x x x dt dt dt , (0,0)
0 V . Demak, (0,0) muvozanat nuqta Lyapunov ma’nosida turg‘un, lekin asimptotik turg‘un emas (noturg‘un). Chunki 2-teoremaning shartlari bajarilmaydi.
( )
0 x t yechimini turg‘unlikka tekshiring: 3 2 1 1 1 2 2 5 2 2 1 2 , 2 dx x x x dt dx x x x dt Yechish. Berilgan differensial tenglamalar sistemasiga mos keluvchi Lyapunov funksiyasi sifatida quyidagi 2 2
2 V x x kvadratik formani olamiz. Endi 1 2 ( ) ( ,
) V x V x x funksiyaning berilgan sistema bo‘yicha to‘liq hosilasini hisoblaymiz: 3 2 5 1 2 1 2 1 1 1 2 2 2 1 2 2 2 4 2 2 6 1 2 1 2 1 2 2 2 2 ( ) 2 ( 2 ) 2 4 2 2 . dV dx dx x x x x x x x x x x dt dt dt x x x x x x
Bundan ko‘rinadiki, ( ) 0
nuqtaning biror atrofida dV W dt
funksiyasining ishorasi ushbu
2
1 2 2 4 x x kvadratik formaning ishorasi bilan aniqlanadi. Chunki 4 2 2 6 1 2 1 2 2 2 0 x x x x . Shuning uchun 0,
( ) 0
0 x t dV W dt . Demak, Lyapunov teoremasining sharti bajariladi. Bunga ko‘ra, ( ) 0
yechim asimptotik turg‘un bo‘ladi. 3-teorema. (Barbashin, Krasovskiy). Aytaylik, x sharda aniqlangan quyidagi 1 ( ) 0
( ) , (0) 0, ( )
0 ( 0),
0 x t dV V x C V V x x dt
shartlarni qaotlantiruvchi ( )
V x funksiya mavjud bo‘lib,
ushbu ( ) 0
( ) : 0
dV N x t dt to‘plamga faqat ( ) 0 x t traektoriya qarashli bo‘lsin. U holda (1) muxtor sistemaning ( ) 0
yechimi asimptotik turg‘un bo‘ladi. Teoremani isbotlash o‘rniga quyidagi misolni keltiramiz.
1 2
( ( ), ( ))
0 x t x t x t yechimini turg‘unlikka tekshiring: 1 2
2 1 2 , ,
x x x ax a const
Yechish. 1-hol. 0
bo‘lsin. U holda berilgan differensial tenglamalar sistemasidan 3 2 1 1 2 dx x dx x
tenglamani topamiz. Bu tenglamani integrallab, 2 4
1 2 ( ) ( ) ,
x t c c const
munosabatni hosil qilamiz. Endi quyidagi 2 4 2 1 ( )
2 V x x x funksiyani qaraylik va uning berilgan muxtor sistema bo‘yicha olingan hosilasini hisoblaylik: 3 3 3 3 3 2 1 2 1 2 1 1 2 2 1 1 2 4 4 4 (
) 4 ( ) 4 4 0 dx dx dV x x x x x x x x x x dt dt dt . Demak, 1-teoremaga ko‘ra, ( ) 0
yechim Lyapunov ma’nosida turg‘un bo‘ladi. Ammo ( )
0 x t yechim asimptotik turg‘un bo‘lmaydi. Chunki, berilgan sistemaning ixtiyoriy nolmas yechimi uchun 4 2 1 2 ( ) 2 ( )
, x t x t c c const
tenglik o‘rinli. Bunda t da
4 2 1 2 ( )
2 ( )
0 x t x t c .
2-hol. 0
bo‘lsin. Bu holda ham yuqoridagi 2 4 1 2 2 1 ( , ) 2 ( ) ( )
V x x x t x t funksiyani olib, uning berilgan sistema bo‘yicha hosilasini hisoblaymiz: 2 3
3 2 1 2 1 2 1 2 1 2 3 2 3 2 2 1 2 1 2 2 4 4 4 ( ) 4 ( ) 4 4 4 4 0.
dx dV x x x x ax x x dt dt dt x x ax x x ax
Bu yerda tenglik 2 ( )
0 x t to‘g‘ri chiziqda bajariladi. Bu to‘g‘ri chiziqda 3 2 1 ( ) 0, 0 x t x x
. Demak 3-teoremaga ko‘ra x(t)=0 yechim asimptotik turg‘un bo‘ladi.
0
bo‘lsin. Bu holda 2 2 4 0 dV ax dt
munosabat o‘rinli bo‘lgani uchun hozircha ( ) 0 x t yechimni turg‘unlikka tekshira olmaymiz. Keyinchalik ( ) 0
yechimning turg‘un emasligi ko‘rsatiladi. 4-teorema (Chitaev). Aytaylik 0
muvozanat nuqtaning U atrofida aniqlangan ushbu 1 ( ) ( ), (0)
0, ( )
0 V x C U V V x va ( )
( ( ), ( )), ( ) 0
gradV x f x V x munosabatlarni qanoatlantiruvchi uzluksiz differensiallanuvchi funksiya mavjud bo‘lsin. Agar shunday 0
soni va U atrofda joylashgan 0
– soha mavjud bo‘lib, ( )
V x A , 0 x U
tengsizlik bajarilsa, u holda 0
yechim noturg‘un bo‘ladi.
1 2
( ( ), ( ))
0 x t x t x t yechimini turg‘unlikka tekshiring: 4 1 1 2 2 2 2 1 x x x x x x
Yechish. Quyidagi 1 2
1 2 ( ) V x x x x
funksiyani qaraylik va uning berilgan sistema bo‘yicha to‘liq hosilasini hisoblaylik: 4 2
3 4 4 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1
1 2 2 1
1 2 2 1 ( ) ( ) ( ) dx dx dV x x x x x x x x x x x x x x x x dt dt dt . Endi
0 x muvozanat nuqtaning U atrofi bilan 1 2
A giperbola ajratgan 0 U -
sohani chizmada ko‘rsatish mumkin:
Ko‘rinib turibdiki, 2 2 2 2 1 2 1 2 0 2 ,
, 2 ,
x x A x x x x A x U . Bundan va lemmadan 0 soni topilib, 4 2
2 x x , ya’ni
0 ( )
0, V x A x U bajarilishi kelib chiqadi. Demak, Chitaev teoremasiga ko‘ra, ( )
0 x t yechim noturg‘un bo‘ladi. 10-misol. Ushbu
differensial tenglamalar sistemasining 1 2 ( ) ( ( ),
( )) (0,0)
x t x t x t yechimini turg‘unlikka tekshiring: 3 2 1 1 1 2 2 1 2
2 ,
x x x x x x
2 1
1 2 ( , ) V x x x x
funksiyani olib, uning berilgan sistema bo‘yicha to‘liq hosilasini hisoblaymiz: 3 2 3 2 2 3 1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 1 2
1 2 1 2 2 2 (
) 2 2 0 dx dx dV x x x x x x x x x x x x x dt dt dt . 1 2 ( ) ( ,
) 0
V x x da 2 1 2 x x tengsizligini qanoatlantiruvchi nuqtalar to‘plami 0 U sohani beradi.
0 2 2 1 2 1 2 2 0 0 1 2 1 2 , ( ,
) ( ) 0 x x x x x U V x x x x , 2 0 1 2 2 1 2 1 2 ( , ) ( ) 0 x U x x V x x x x . Demak, Chitaev teoremasiga ko‘ra, 1 2
( ( ), ( ))
0 x t x t x t yechim noturg‘un bo‘ladi.
3. XULOSA Bu kurs ishni bajarish davomida Dirak operatori uchun esa funksiyaga potensial deyiladi. Berilgan potensial bo`yicha bu operatorlarning spektral harakteristikalarini topish masalasiga to`g`ri masala,
aksincha spektral harakteristikalar orqali
potensialni topish masalasiga bu operatorlar uchun teskari masala deyiladi. K.Gardn еr, J.Grin, M.Kruskal, R.Miura larning bir qator ishlaridan keyin bu operatorlarga bo`lgan qiziqish yanayam ortdi. Bu operatorlar nochiziqli evolyutsion tenglamalar uchun
Koshi masalasini yechishda qo`llanila boshlandi. Koshi masalasini o'rganish, davriy patensialli davriy potensialli Shturm-Liuvill va Dirak operatorlari uchun to`g`ri va teskari masalalarni o`rganishga olib keladi. Bu holatda operatorlarning spektri zonali tuzilishga ega bo`ladi.
Davriy koeffitsiyentli operatorlar uchun teskari masala ancha murakkab, chunki spektral berilganlardagi ozgina
o`zgarish potensialning davriyligini 4. FOYDALANGAN ADABIYOTLAR 1. Шарипов Ш.Р., Мўминов Н.С. Оддий дифференциал тенгламалар. Тошкент. “Ўқитувчи” 1992, 310 б. 2. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчис ление. М.: Наука, 1969, 424 с. 3.
Ўринов А.Қ. Оддий дифференциал тенгламалар учун чегаравий масалалар. – Тошкент: Mumtoz so‘z, 2014. 164 б. 4. Оппоқов Ю.П, Турғунов Н., Гаффаров И.А. Оддий дифферен циал тенгламалардан мисол ва масалалар тўплами. (Ўқув қўлланма). Тошкент – 2009 йил. 5.
Morris Tenebout, Harry Pollard. Ordinary differential equations. Birkhhuzer. Germany, 2010. 6. Robinson J.C. An Introduction to ordinary differential equations. Cambridge University Press 2013. 7. Hasanov A.B. Shturm – Liuvill chegaraviy masalalari nazariyasiga kirish. 1 – qism. T.: Fan, 2018 Download 1.01 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling