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形式运动积分的极限

混沌动力学 2026-01-22 v1

摘要

我们考虑形如 H=12(X2+Y2+ω12x2+ω22y2)+ϵ(ηxy2+αx3+βx2y+γy3)H=\frac{1}{2}(X^2+Y^2+\omega_1^2x^2+\omega_2^2y^2)+\epsilon(\eta xy^2+\alpha x^3+\beta x^2y+\gamma y^3) 的哈密顿量中的形式(近似)运动积分,推广了先前 β=γ=0\beta=\gamma=0 的情形。我们首先给出当 ω1/ω2\omega_1/\omega_2 为无理数时该积分的一般形式,然后考虑频率可公约的情形。特别地,我们研究了共振 ω1/ω2=4/1,5/1,3/2,4/3,3/1\omega_1/\omega_2=4/1, 5/1, 3/2, 4/3, 3/12/12/1 下的积分。我们还计算了 ω1/ω2=2/1\omega_1/\omega_2=2/11/11/1(且 β=γ=0\beta=\gamma=0)情形下的不变曲线与轨道,并比较了当 βγ0\beta\gamma\neq0 时形式积分所预测的精确数值结果与理论结果。在 ω1/ω2=1/1\omega_1/\omega_2=1/1 的特殊情形下,我们发现当 β=γ=0\beta=\gamma=0ηα0\eta\alpha\neq0η=α=0\eta=\alpha=0βγ0\beta\gamma\neq 0 时存在一个积分,但当 ηαβγ0\eta\alpha\beta\gamma\neq 0 时这是不可能的。然而,我们发现不变曲线与轨道可以用 ω1/ω2=52/7=1.010\omega_1/\omega_2=5\sqrt{2}/7=1.010\dots 的非共振积分来近似。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.14899,
  title  = {Limits of the Formal Integrals of Motion},
  author = {George Contopoulos and Athanasios C. Tzemos and Foivos Zanias},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.14899},
  year   = {2026}
}

备注

10 Figures