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.

Standard Map

المؤلف:  Celletti, A. and Chierchia, L

المصدر:  "A Constructive Theory of Lagrangian Tori and Computer-Assisted Applications." Dynamics Rep. 4

الجزء والصفحة:  ...

11-9-2021

2723

+

-

20

Standard Map
StandardMap050 StandardMap100
StandardMap150 StandardMap200

A two-dimensional map also called the Taylor-Greene-Chirikov map in some of the older literature and defined by

I_(n+1) = I_n+Ksintheta_n

(1)

theta_(n+1) = theta_n+I_(n+1)

(2)

= I_n+theta_n+Ksintheta_n,

(3)

where I and theta are computed mod 2pi and K is a positive constant. Surfaces of section for various values of the constant K are illustrated above.

An analytic estimate of the width of the chaotic zone (Chirikov 1979) finds

 deltaI=Be^(-AK^(-1/2)).

(4)

Numerical experiments give A approx 5.26 and B approx 240. The value of K at which global chaos occurs has been bounded by various authors. Greene's Method is the most accurate method so far devised.

author bound exact approx.
Hermann > 1/(34) 0.029411764
Celletti and Chierchia (1995) > (419)/(500) 0.838
Greene  approx - 0.971635406
MacKay and Percival (1985) < (63)/(64) 0.984375000
Mather < 4/3 1.333333333

Fixed points are found by requiring that

I_(n+1) = I_n

(5)

theta_(n+1) = theta_n.

(6)

The first gives Ksintheta_n=0, so sintheta_n=0 and

 theta_n=0,pi.

(7)

The second requirement gives

 I_n+Ksintheta_n=I_n=0.

(8)

The fixed points are therefore (I,theta)=(0,0) and (0,pi). In order to perform a linear stability analysis, take differentials of the variables

dI_(n+1) = dI_n+Kcostheta_ndtheta_n

(9)

dtheta_(n+1) = dI_n+(1+Kcostheta_n)dtheta_n.

(10)

In matrix form,

 [deltaI_(n+1); deltatheta_(n+1)]=[1 Kcostheta_n; 1 1+Kcostheta_n][deltaI_n; deltatheta_n].

(11)

The eigenvalues are found by solving the characteristic equation

 |1-lambda Kcostheta_n; 1 1+Kcostheta_n-lambda|=0,

(12)

so

 lambda^2-lambda(Kcostheta_n+2)+1=0

(13)

 lambda_+/-=1/2[Kcostheta_n+2+/-sqrt((Kcostheta_n+2)^2-4)].

(14)

For the fixed point (0,pi),

lambda_+/-^((0,pi)) = 1/2[2-K+/-sqrt((2-K)^2-4)]

(15)

= 1/2(2-K+/-sqrt(K^2-4K)).

(16)

The fixed point will be stable if |R(lambda^((0,pi)))|<2. Here, that means

 1/2|2-K|<1

(17)

 |2-K|<2

(18)

 -2<2-K<2

(19)

 -4<-K<0

(20)

so K in [0,4). For the fixed point (0, 0), the eigenvalues are

lambda_+/-^((0,0)) = 1/2[2+K+/-sqrt((K+2)^2-4)]

(21)

= 1/2(2+K+/-sqrt(K^2+4K)).

(22)

If the map is unstable for the larger eigenvalue, it is unstable. Therefore, examine lambda_+^((0,0)). We have

 1/2|2+K+sqrt(K^2+4K)|<1,

(23)

so

 -2<2+K+sqrt(K^2+4K)<2

(24)

 -4-K<sqrt(K^2+4K)<-K.

(25)

But K>0, so the second part of the inequality cannot be true. Therefore, the map is unstable at the fixed point (0, 0).


REFERENCES:

Celletti, A. and Chierchia, L. "A Constructive Theory of Lagrangian Tori and Computer-Assisted Applications." Dynamics Rep. 4, 60-129, 1995.

Chirikov, B. V. "A Universal Instability of Many-Dimensional Oscillator Systems." Phys. Rep. 52, 264-379, 1979.

MacKay, R. S. and Percival, I. C. "Converse KAM: Theory and Practice." Comm. Math. Phys. 98, 469-512, 1985.

Rasband, S. N. "The Standard Map." §8.5 in Chaotic Dynamics of Nonlinear Systems. New York: Wiley, pp. 11 and 178-179, 1990.

Tabor, M. "The Hénon-Heiles Hamiltonian." §4.2.r in Chaos and Integrability in Nonlinear Dynamics: An Introduction. New York: Wiley, pp. 134-135, 1989.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد