0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Kolmogorov-Arnold-Moser Theorem

المؤلف:  Kolmogorov, A. N.

المصدر:  "On Conservation of Conditionally Periodic Motions for a Small Change in Hamilton,s Function." Dokl. Akad. Nauk SSSR 98

الجزء والصفحة:  ...

31-8-2021

1571

+

-

20

Kolmogorov-Arnold-Moser Theorem

A theorem outlined by Kolmogorov (1954) which was subsequently proved in the 1960s by Arnol'd (1963) and Moser (1962; Tabor 1989, p. 105). It gives conditions under which chaos is restricted in extent. Moser's 1962 proof was valid for twist maps

= theta+2pif(I)+g(theta,I)

(1)

= I+f(theta,I).

(2)

Arnol'd (1963) produced a proof for Hamiltonian systems

 H=H_0(I)+epsilonH_1(I).

(3)

The original theorem required perturbations epsilon∼10^(-48), although this has since been significantly increased. Arnol'd's proof required C^infty, and Moser's original proof required C^(333). Subsequently, Moser's version has been reduced to C^6, then C^(2+epsilon), although counterexamples are known for C^2. Conditions for applicability of the KAM theorem are:

1. small perturbations,

2. smooth perturbations, and

3. sufficiently irrational map winding number.

Moser considered an integrable Hamiltonian function H_0 with a torus T_0 and set of frequencies omega having an incommensurate frequency vector omega^* (i.e., omega·k!=0 for all integers k_i). Let H_0 be perturbed by some periodic function H_1. The KAM theorem states that, if H_1 is small enough, then for almost every omega^* there exists an invariant torus T(omega^*) of the perturbed system such that T(omega^*) is "close to" T_0(omega^*). Moreover, the tori T(omega^*) form a set of positive measures whose complement has a measure which tends to zero as |H_1|->0. A useful paraphrase of the KAM theorem is, "For sufficiently small perturbation, almost all tori (excluding those with rational frequency vectors) are preserved." The theorem thus explicitly excludes tori with rationally related frequencies, that is, n-1 conditions of the form

 omega·k=0.

(4)

These tori are destroyed by the perturbation. For a system with two degrees of freedom, the condition of closed orbits is

 sigma=(omega_1)/(omega_2)=r/s.

(5)

For a quasiperiodic map orbit, sigma is irrational. KAM shows that the preserved tori satisfy the irrationality condition

 |(omega_1)/(omega_2)-r/s|>(K(epsilon))/(s^(2.5))

(6)

for all r and s, although not much is known about K(epsilon).

The KAM theorem broke the deadlock of the small divisor problem in classical perturbation theory, and provides the starting point for an understanding of the appearance of chaos. For a Hamiltonian system, the isoenergetic nondegeneracy condition

 |(partial^2H_0)/(partialI_jpartialI_j)|!=0

(7)

guarantees preservation of most invariant tori under small perturbations epsilon<<1. The Arnol'd version states that

 |sum_(k=1)^nm_komega_k|>K(epsilon)(sum_(k=1)^n|m_k|)^(-n-1)

(8)

for all m_k in Z. This condition is less restrictive than Moser's, so fewer points are excluded.


REFERENCES:

Arnol'd, V. I. "Proof of a Theorem of A. N. Kolmogorov on the Preservation of Conditionally Periodic Motions under a Small Perturbation of the Hamiltonian." Uspehi Mat. Nauk 18, 13-40, 1963.

Kolmogorov, A. N. "On Conservation of Conditionally Periodic Motions for a Small Change in Hamilton's Function." Dokl. Akad. Nauk SSSR 98, 527-530, 1954.

Moser, J. "On Invariant Curves of Area-Preserving Mappings of an Annulus." Nachr. Akad. Wiss. Göttingen Math.-Phys. Kl. II, 1-20, 1962.

Tabor, M. Chaos and Integrability in Nonlinear Dynamics: An Introduction. New York: Wiley, 1989.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد