On the partial instability of the zero solution of nonlinear systems to the first approximation

封面

如何引用文章

全文:

详细

Sufficient conditions for instability with respect to a part of the variables of the zero solution of a nonlinear system in the linear approximation are obtained. The results are presented when the right-hand of the system under study is presented both in the most general form and in the form of a vector polynomial. The results are given for the cases when the right-hand of the system under study is presented both in the most general form and in the form of a vector polynomial. As a first approximation, a linear system of ordinary differential equations with a constant matrix is taken, whose eigenvalues may have zero real parts. Moreover, algebraic and geometric multiplicities of these eigenvalues may not coincide. The approach is based on establishing some correspondence between the solutions of the system under study and its linear approximation. If such correspondence exists, solutions of such systems starting in a sufficiently small neighborhood of zero have some identical component-wise asymptotic properties. In particular, this article focuses on solution instability with respect to some variables, which is one of such properties. Conditions are given for the case when the instability properties of the zero solution of one system are preserved upon transition to another system. The paper gives an example of instability with respect to a part of variables of the zero solution of a nonlinear system, whose linear approximation matrix contains one positive, one negative and one zero eigenvalue, and algebraic and geometric multiplicities of the zero eigenvalue do not coincide.

作者简介

Pavel Shamanaev

National Research Mordovia State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: korspa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0135-317X

Ph. D. in Phys. and Math., Associate Professor, Department of Applied Mathematics, Differential Equations and Theoretical Mechanics

俄罗斯联邦, Saransk

参考

  1. A. M. Lyapunov, Issledovanie odnogo iz osobennykh sluchaev zadachi ob ustoichivosti dvizheniya [Study of one of the special cases of the problem of stability of motion], Leningr. State University Press, Leningrad, 1963 (In Russ.), 116 p.
  2. I. G. Malkin, “Uber die Slabilitat der Bewegung im Sinne von Liapounoff”, Mat. Sbornik, 45:1 (1938), 47–101 (In Russ.).
  3. V. V. Rumyantsev, “Ob ustoychivosti dvizheniya po otnosheniyu k chasti peremennykh [On motion stability with respect to a part of variables]”, Vestnik of Moscow University. Series. Mathematics. Mechanics. Astronomy. Physics. Chemistry, 1957, no. 4, 9–16 (In Russ.).
  4. V. V. Rumyantsev, A. S. Oziraner, Ustoichivost i stabilizatsiya dvizheniya po otnosheniyu k chasti peremennykh [Stability and stabilization of motion with respect to a part of variables], Nauka Publ., Moscow, 1987 (In Russ.), 253 p.
  5. V. I. Vorotnikov, Ustojchivost dinamicheskih sistem po otnosheniyu k chasti peremennyh [Stability of dynamical systems with respect to a part of variables], Nauka, M., 1991 (In Russ.), 288 p.
  6. A. S. Oziraner, “Ob asimptoticheskoy ustoychivosti i neustoychivosti otnositelno chasti peremennykh [On asymptotic stability and instability with respect to a part of the variables]”, Applied Mathematics and Mechanics [J. Appl. Math. Mech.], 37:4 (1973), 659–665 (In Russ.).
  7. V. P. Prokopiev, “Ob ustoychivosti dvizheniya otnositel’no chasti peremennykh v kriti- cheskom sluchae odnogo nulevogo kornya [On the stability of motion with respect to a part of variables in the critical case of one zero root]”, Applied Mathematics and Mechanics [J. Appl. Math. Mech.]., 39:3 (1975), 422–426 (In Russ.).
  8. I. G. Malkin, “Teoriya ustoychivosti dvizheniya [Theory of stability of motion]”, 1966 (In Russ.), 533 p.
  9. A. S. Oziraner, “Ob ustoychivosti dvizheniya v kriticheskom sluchayakh [On stability of motion in critical cases]”, Applied Mathematics and Mechanics, 39:3 (1975), 415–421 (In Russ.).
  10. V. N. Shchennikov, “O chastichnoy ustoychivosti v kriticheskom sluchae 2k chisto mni- mykh korney [On partial stability in the critical case of 2k purely imaginary roots]”, Differential and integral equations: Methods of topological dynamics. Gor’kiy: Gor’kiy state university named after N. I. Lobachevsky, 1985., 46–50 (In Russ.).
  11. V. N. Shchennikov, “Issledovanie ustoychivosti po chasti peremennykh differ- entsial’nykh sistem s odnorodnymi pravymi chastyami [Investigation of the stability with respect to a part of the variables of differential systems with homogeneous righthand sides]”, Differential Equations, 20:9 (1984.), 1645–1649.
  12. P. A. Shamanaev, O. S. Yazovtseva, “The sufficient conditions of local asymptotic equivalence of nonlinear systems of ordinary differential equations and its application for investigation of stability respect to part of variables”, Zhurnal Srednevolzhskogo Matematicheskogo Obshchestva, 19:1 (2017), 102-115. DOI: https://doi.org/10.15507/2079-6900.19.2017.01.102-115 (In Russ.).
  13. P. A. Shamanaev, O. S. Yazovtseva, “The sufficient conditions for polystability of solutions of nonlinear systems of ordinary differential equations”, Zhurnal Srednevolzhskogo Matematicheskogo Obshchestva, 20:3 (2018), 304–317. DOI: https://doi.org/10.15507/2079-6900.20.201803.304-317 (In Russ.).
  14. P. A. Shamanaev, O. S. Yazovtseva, “Studying the equilibrium state stability of the biocenosis dynamics system under the conditions of interspecies interaction”, Vestnik Mordovskogo universiteta [Mordovia University Bulletin journal], 28:3 (2018), 321-332. DOI: https://doi.org/10.15507/0236-2910.028.201803.321–332 (In Russ.).
  15. P. A. Shamanaev, “On the stability of the zero solution with respect to a part of variables in linear approximation”, Vestnik of Saint Petersburg University. Applied Mathematics. Computer Science. Control Processes, 19:3 (2023), 374–390. DOI: https://doi.org/10.21638/11701/spbu10.2023.306 (In Russ.).
  16. E. V. Voskresenskiy, Asimptoticheskie metody: teoriya i prilozheniya [Asymptotic methods: theory and applications], Middle Volga Mathematical Society Publ., Saransk, 2000 (In Russ.), 300 p.
  17. E. V. Voskresenskiy, Metody sravneniya v nelineynom analize [Comparison methods in nonlinear analysys], Saratovsky University Press, Saratov, 1990 (In Russ.), 224 p.
  18. B. F. Bylov, R. E. Vinograd, D. M. Grobman, V. V. Nemytskii, Teoriya pokazatelei Lyapunova i ee prilozheniya k voprosam ustoichivosti [Theory of Lyapunov Exponents and Its Applications to Stability Problems], Nauka Publ., Moscow, 1966 (In Russ.), 576 p.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Шаманаев П.A., 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».