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随机振子的渐近频率

概率论 2022-01-26 v4 数学物理 math.MP

摘要

我们研究具有稳定极限环的常微分方程的随机扰动——称为随机振子——并考察振荡的渐近(随时间)频率对噪声幅度变化的响应。与以往研究不同,我们不将注意力限制于小噪声极限,并考虑到大偏差事件可能将系统推出其振荡 regime。为此,我们考虑在所有时间均保持在振荡 regime 条件下的随机振子。这引导我们使用拟遍历测度理论,并将拟渐近频率定义为条件性的长时间平均频率。我们证明拟渐近频率总是存在,尽管它们在实践中可能可观测或不可观测。我们的讨论恢复了文献中有关随机振子的既有结果。特别地,已有结果意味着随机振子的渐近频率依赖于噪声幅度的二次方。我们描述了该预测成立的情景,但也表明一般而言——即便对小噪声——它并不成立。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.03728,
  title  = {The asymptotic frequency of stochastic oscillators},
  author = {Zachary P. Adams},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.03728},
  year   = {2022}
}

备注

21 pages, 7 figures. Update 20.09.2021: Removed incorrect numerical example, Moved a corollary to an appendix. Submitted to SIADS. Update 24.01.2022: Added example of stochastic predator-prey system, corrected numerics, expanded bibliography