| 第12行: |
第12行: |
| | * 对于实际研究中的更复杂的系统,如<math>\dot{x} = r - x^2 - e^x</math>,<math>x</math>的取值范围为应为[[不动点]](<math>x=x^*</math>)的邻域,即<math>-\varepsilon <x<\varepsilon </math>,<math>r</math>的取值范围应为[[临界点]]<math>r=r_c</math>的邻域,即<math>-\delta <r<\delta </math>,否则无法忽略高阶项。 | | * 对于实际研究中的更复杂的系统,如<math>\dot{x} = r - x^2 - e^x</math>,<math>x</math>的取值范围为应为[[不动点]](<math>x=x^*</math>)的邻域,即<math>-\varepsilon <x<\varepsilon </math>,<math>r</math>的取值范围应为[[临界点]]<math>r=r_c</math>的邻域,即<math>-\delta <r<\delta </math>,否则无法忽略高阶项。 |
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| − | 鞍结点分岔的关键性质在于,随着系统参数<math>r</math>的改变,[[相空间]]中原本存在的两个[[不动点]](一个稳定,一个不稳定)相互靠近、碰撞并最终相互抵消而消失,导致系统原本的[[稳定状态]]不复存在。也可反过来看待,原本状态不稳定的系统因系统参数<math>r</math>的改变,使其先出现了一个半[[稳定不动点]],最终出现了两个[[不动点]](一个稳定,一个不稳定)。 | + | 鞍结点分岔的关键性质在于,随着系统参数<math>r</math>的改变,[[相空间]]中原本存在的两个[[不动点]](一个稳定,一个不稳定)相互靠近、碰撞并最终相互抵消而消失,导致系统原本的[[稳定状态]]不复存在。也可反过来看待,原本状态不稳定的系统因系统参数<math>r</math>的改变,使其先出现了一个半稳定不动点,最终出现了两个[[不动点]](一个稳定,一个不稳定)。 |
| | ==[[不动点]]和稳定性分析== | | ==[[不动点]]和稳定性分析== |
| | 以<math display="block"> | | 以<math display="block"> |
| 第21行: |
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| | 令<math>f(x)=r-x^2</math>,令<math>f(x)=0</math>,此时<math>r</math>的范围在<math>\left [ 0,+ \infty \right ) </math>时,解<math>x^*=\pm \sqrt{r}</math>有实际意义。当<math>r<0</math>时,没有[[不动点]];当<math>r=0</math>时,有一个[[不动点]];当<math>r>0</math>时,有两个[[不动点]]。 | | 令<math>f(x)=r-x^2</math>,令<math>f(x)=0</math>,此时<math>r</math>的范围在<math>\left [ 0,+ \infty \right ) </math>时,解<math>x^*=\pm \sqrt{r}</math>有实际意义。当<math>r<0</math>时,没有[[不动点]];当<math>r=0</math>时,有一个[[不动点]];当<math>r>0</math>时,有两个[[不动点]]。 |
| | ===[[不动点]]稳定性分析=== | | ===[[不动点]]稳定性分析=== |
| − | <math>f'(x^*)=-2x^*</math>。当<math>r>0</math>时,<math>x^*=\sqrt{r}</math>,有<math>f'(x^*)<0</math>,是[[稳定不动点]];<math>x^*=-\sqrt{r}</math>,有<math>f'(x^*)>0</math>,是不[[稳定不动点]]。<math>r=0</math>为[[分岔]]点,有<math>f'(x^*)=0</math> | + | <math>f'(x^*)=-2x^*</math>。当<math>r>0</math>时,<math>x^*=\sqrt{r}</math>,有<math>f'(x^*)<0</math>,是稳定[[不动点]];<math>x^*=-\sqrt{r}</math>,有<math>f'(x^*)>0</math>,是不稳定[[不动点]]。<math>r=0</math>为[[分岔]]点,有<math>f'(x^*)=0</math> |
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| − | ==[[相图]]与[[分岔]]图== | + | ==相图与分岔图== |
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| | 对于<math display="block"> | | 对于<math display="block"> |
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| | </math> | | </math> |
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| − | [[相图]]如下,展示了系统参数<math>r</math>在不同取值下的鞍结点[[分岔]]的三种不同状态,横坐标为<math>x</math>,纵坐标为<math>\dot{x}</math>。实心点为[[稳定不动点]],空心点为不[[稳定不动点]],半空心点为[[临界]]半稳定不动点,箭头为演化方向。 | + | [[相图]]如下,展示了系统参数<math>r</math>在不同取值下的鞍结点[[分岔]]的三种不同状态,横坐标为<math>x</math>,纵坐标为<math>\dot{x}</math>。实心点为稳定[[不动点]],空心点为不稳定[[不动点]],半空心点为[[临界]]半稳定不动点,箭头为演化方向。 |
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| | [[File:Phase Portrait for Saddle-Node Bifurcation 1.png|800px]] | | [[File:Phase Portrait for Saddle-Node Bifurcation 1.png|800px]] |
| 第40行: |
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| | \dot{x} = r - x^2 | | \dot{x} = r - x^2 |
| | </math> | | </math> |
| − | [[相图]]如下,展示了系统参数<math>r</math>在不同取值下的鞍结点[[分岔]]的三种不同状态,横坐标为<math>x</math>,纵坐标为<math>\dot{x}</math>。实心点为[[稳定不动点]],空心点为不[[稳定不动点]],半空心点为[[临界]]半稳定不动点,箭头为演化方向。 | + | [[相图]]如下,展示了系统参数<math>r</math>在不同取值下的鞍结点[[分岔]]的三种不同状态,横坐标为<math>x</math>,纵坐标为<math>\dot{x}</math>。实心点为稳定[[不动点]],空心点为不稳定[[不动点]],半空心点为[[临界]]半稳定不动点,箭头为演化方向。 |
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| | [[File:Phase Portrait for Saddle-Node Bifurcation 2.png|800px|]] | | [[File:Phase Portrait for Saddle-Node Bifurcation 2.png|800px|]] |