Научная статья на тему 'Полунепрерывность мажорант и минорант показателей Ляпунова как функций комплексного параметра'

Полунепрерывность мажорант и минорант показателей Ляпунова как функций комплексного параметра Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
77
6
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОКАЗАТЕЛИ ЛЯПУНОВА / LYAPUNOV EXPONENTS

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Ветохин Александр Николаевич

Рассматриваются параметрические семейства линейных дифференциальных систем с ограниченными и непрерывными на полуоси коэффициентами, аналитически зависящими от комплексного параметра. Установлено, что мажоранта (миноранта) показателя Ляпунова, рассматриваемая как функция параметра, является всюду полунепрерывной сверху (снизу).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Полунепрерывность мажорант и минорант показателей Ляпунова как функций комплексного параметра»

(3) fw(e(A,T),e(B,T))=e(AvB,T);

(4) fA(e(A, Г), е(В, Г)) = е(А Л Б, Г).

Доказательство. Доказательства пп. 1-3 лемм 1 и 4 совпадают. Рассмотрим правила и условия, использующиеся при доказательстве п. 4.

Случай е(ДГ) = 1, е(В,Т) = 1: (Л/), (EFQ) и (Г1). Случай е(ДГ) = 1, е(В,Т) = 1/2: (AI'), (ГЗ), (EFQ) и (Г1). Случай е(ДГ) = 1, е(Б,Г) = 0: (V/2), (->Л J4), (EFQ) и (Г1). Случай е(А,Т) = 1/2, е(В,Т) = 1: (AI"), (ГЗ), (EFQ) и (Г1). Случай е(ДГ) = 1/2, е(В,Т) = 1/2: (АЕ3), (-> А Ег) и (ГЗ). Случай е(ДГ) = 1/2, е(В,Т) =0: (V/2), (->Л J4), (EFQ) и (Г1). Случай е(ДГ) = 0, е(В,Т) = х € Г: (V/i), (->Л J4), (EFQ) и (Г1). Лемма 4 доказана.

Оставшаяся часть доказательства теоремы 2 повторяет доказательство теоремы 1. Теорема 2 доказана.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бочвар Д.А. Об одном трехзначном исчислении и его применении к анализу парадоксов классического расширенного функционального исчисления // Матем. сб. 1938. 4, № 2. 287-308.

2. Hallden S. The Logic of Nonsense. Uppsala: Lundequista Bokhandeln, 1949.

3. Генцен Г. Исследования логических выводов // Математическая теория логического вывода / Под. ред. А. В. Идельсона и Г. Е. Минца. М.: Наука, 1967. 9-74.

4. Halkowska К. A note on matrices for systems of nonsence-logic // Stud. Log. 1989. 48, N 4. 461-464.

5. Finn V.K., Grigolia R.S. Nonsense logics and their algebraic properties // Theoria. 1993. 59. 207-273.

6. Ebbinghaus H.D. Über eine Prädikatenlogik mit partiell definierten Prädikaten und Funktionen // Arch. math. Logik. 1969. 12. 39-53.

7. Henkin L. The completeness of the first-order functional calculus //J. Symb. Log. 1949. 14, N 3. 159-166.

8. Tamminga A. Correspondence analysis for strong three-valued logic // Логические исследования. 2014. 20. 255-268.

9. Kooi В., Tamminga A. Completeness via correspondence for extensions of the logic of paradox // Rev. Symb. Log. 2012. 5, N 4. 720-730.

Поступила в редакцию 01.03.2017

УДК 517.93

ПОЛУНЕПРЕРЫВНОСТЬ МАЖОРАНТ И МИНОРАНТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛЯПУНОВА КАК ФУНКЦИЙ КОМПЛЕКСНОГО ПАРАМЕТРА

А. Н. Ветохин1

Рассматриваются параметрические семейства линейных дифференциальных систем с ограниченными и непрерывными на полуоси коэффициентами, аналитически зависящими от комплексного параметра. Установлено, что мажоранта (миноранта) показателя Ляпунова, рассматриваемая как функция параметра, является всюду полунепрерывной сверху (снизу).

Ключевые слова: показатели Ляпунова.

A parametric family of linear differential systems with continuous coefficients bounded on the semi-axis and analytically dependent on a complex parameter is considered. It is established

1BerrwxuH Александр Николаевич — доктор физ.-мат. наук, доцент каф. дифференциальных уравнений мех.-мат. ф-та МГУ, e-mail: anveto27®yandex.ru.

that the majorant (minorant) of the Lyapunov exponent considered as a function of the parameter is upper (lower) semi-continuous.

Key words: Lyapunov exponents.

В. M. Миллионщиков в работе fl] для любого п € N и q € {1,..., п} установил, что q-й показатель Ляпунова системы

х = A(t)x, хеСп, t € М+ = [0, +оо), (1)

с непрерывной ограниченной оператор-функцией А : R+ —>■ End Сп определяется формулой

Лq{Ä)= inf m ^ln||XA(i,0)|L||,

LeGq(С") oo t

где Gq(Cn) — множество g-мерных векторных подпространств пространства Сп, X^(t,0)\L — сужение оператора Коши системы (1) на подпространство L С Сп.

Обозначим через Лq{A) минимальную полунепрерывную сверху мажоранту q-го показателя Ляпунова системы (1), определяемую формулой

~\q(A) = lim sup \q(A + В),

sup ||B(t)||<e}

teE+

а через Aq(A) максимальную полунепрерывную снизу миноранту q-ro показателя Ляпунова системы (1), определяемую формулой

A)(A) = lim inf XJA + B).

£->0{В: sup ||S(i)||<£}

teE+

Для произвольного метрического пространства A4 по отображению

A: M х [0;+оо) ^EndC\ (2)

непрерывному по совокупности переменных и такому, что функция ц > sup локально огра-

teR+

ничена, образуем функции

ti^Xg(A(ß,-)), (3)

ß^xд(А(ц,-)). (4)

Напомним, что свойство точки топологического пространства называется типичным, по Бэру, если множество точек, обладающих этим свойством, содержит всюду плотное множество типа G$, т.е. множество, представимое в виде счетного пересечения открытых множеств.

Ранее в [2] было установлено, что в случае, когда A4 = (0; 1), для любых п € N и q € {1,..., п} существует отображение (2), такое, что множество точек непрерывности каждой из функций (3), (4) пусто. Таким образом, свойство непрерывности функций (3), (4), вообще говоря, не является типичным по Бэру.

В настоящей работе строится пример функции (2), аналитичной по вещественному параметру ¡1 при каждом фиксированном t € К+, такой, что функции (3), (4) всюду разрывны (см. теорему 1). Интересно, что в случае аналитичности функции (2) по комплексному параметру /л при каждом фиксированном t € К+, как показано в теореме 2, функции (3), (4) всюду полунепрерывны, а следовательно, непрерывны в типичной по Бэру точке.

Теорема 1. Пусть A4 = (0; 1). Тогда для любого п G N существует отображение (2), аполитичное по ц, при каждом, фиксированном, t € R+; такое, что для каждого q € {1,..., п} функции (3), (4) всюду разрывны.

Доказательство. Определим отображение (2) формулой A(/j,,t) = a(fj.,t)E, /л € (0; 1), t € [0; +оо), где Е — единичная матрица, а функция а : (0; 1) х [0; +оо) —>■ [—1; 1] определяется следующим образом: положим

a(fi, t) = 0, t € [0; 2]; a{ji,t) = cos(vr/i2fc), te [kl + 1; (fc + l)!], k ^ 2,

и потребуем, чтобы она была аффинно линейна по t при фиксированном ¡л на отрезках [kl] к\ + 1], к ^ 2. Аналитичность функции а по ¡л € (0; 1) при каждом t € К+ следует непосредственно из ее определения. Введем обозначение:

t

ä(ß) = lim - / а([л,т) dr, ¡л € A4.

t—tоо t /

Пусть ¡л — двоично-рациональное число, т.е. существует такое ко € М, что ¡л ■ 2к° целое. При к > ко и £ € [к\ + 1, (к + 1)!] получаем а(/х, = со8(7г2к/л) = 1. Следовательно,

/ (fc+l)!

a(ß) ^ lim

к-юо (к + 1)!

\

а(ц, т) dr — (kl + 1)

= 1.

(5)

\fc!+l

/

Для всякого I > ко определим двоично-иррациональное число

ß

(0 -

/л ■ 2ко +

1

+

1

21+2 2г+4

Тогда для любого натурального р > I получаем

cos (2ртг= cos ( 2ртг L • 2fco +

+ ... = /л ■ 2ко +

3 -2Г

3 • 21

cos

2р~1тт

^ --

Следовательно,

< 7 ((г +1)!" "{l +1)!)) =

(6)

Итак, для произвольного двоично-рационального числа ¡л € (0; 1) имеем последовательность

(ß{l)T=k0+v

lim - ^ | = lim —i-j = 0, lim ä(ß®) < (7)

i—Kx> (->00 о • z Z—кэо ^

Таким образом, из (5)—(7) для двоично-рационального числа ¡л справедлива оценка

lim а(/лт) < -i < 1 < ä(ju). Z-юо ^

(8)

В силу всюду плотности двоично-рациональных точек в (0; 1) и цепочки неравенств (8) для произвольной точки ¡л получаем

lim cl(v) ^ — < 1 ^ lim ä(v).

Следовательно, множество точек непрерывности функции ¡л н-> а(р, •) пусто. Аналитичность отображения А по ¡л € (0, 1) при фиксированном t вытекает из аналитичности функции а. Так как для системы х = A(ß,t)x справедливо равенство Xq(A(ß,-)) = \д(А(/л,-)) = а(/л,-), то функции ¡л н> Лq(A(ß, •)), ¡л н> Xq(A(ß, •)) всюду разрывны. Теорема 1 доказана.

Следующий результат был анонсирован в [3], но его доказательство не было опубликовано.

Теорема 2. Пусть A4 — произвольное открытое множество в пространстве Ст и п € N; а отображение (2) аполитично по /л при каждом фиксированном, t. Тогда для каждого q € {1,..., п} функция (3) полунепрерывна сверху, а функция (4) полунепрерывна снизу.

Доказательству теоремы предпошлем лемму.

Лемма. Для каждой точки /л € A4 выполнено равенство

lim sup IIA(fi,t) - A(v,t)II = 0.

V^r» teR+

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Доказательство. Так как функция ¡л > sup локально ограничена, то найдутся no-

te R+

ложительная константа К и лежащий в Л4 С Ст поликруг с центром в точке /л = ..., [лт) и радиусом г < 1

Drip) = {(zi, ...,zm)eCm: \zj - Hj\ ^ r, j = 1,... ,m},

такие, что

sup PGM)II < K-

/ue-Dr(Ju),teR+

Зафиксируем £ € М+. В силу аналитичности функции для любого V € имеем [4, с. 45]

{±\т Г (

A(u,t) =

\2mJ J "' J ({i - vi)... - vm)

\£,т~Цт\=Г |?l-/ttl|=i-

dii... d£r,

Так как

m m m / m m \

fc=l

fc=l

fc=2

\k=2

k=2

m— 1

• • • = (fl - Ail) JJ(£fc - /ifc) + (l/2 - /i2)(6 - fl) + + - Am) П ~ "*)>

k=2

получаем

1 27ri

<

fc = 3

m m

П (6 - fik) - П (6 - vk)

_k=1_fc=l_

m, m,

П (6 - jtifc) X П (6 - Vk) k=1 fc=l

fc=l

...

<

К

(2ТГ)

(V^l j - J

m

П 16 — fj'kl k=2

• • •

lU-Zimhr |fl-/il|=r П 16 "Ы X П 16 k=1 fc=l

+ 1^2 -Ai2| J ■■■ J

16 — ^ll П 16 -jtifc|

fc=3

• • • ¿Cm +

isi-/iii=r П 16-^fcl x П 16-^1 fc=l k=1

• • • ~b l^m, ¡¿r,

rri—1

П (6 - Vk) k=1

' • • • ¿Cm ^

lU-Zimhr |fl-/il|=r П 16 -Aifcl X П 16-^fcl k=1 fc=l

<

К(2ттг)г

(2ir)mrm lL

m

■2) k= 1

v—Л K2m V—л

fc=l

следовательно,

lim sup PGM) - A(i/,i)|| = 0.

te r+

Лемма доказана.

Доказательство теоремы проведем для функции (3). В силу определения минимальной полунепрерывной мажоранты д-го показателя Ляпунова для любой системы (1) и произвольного е > 0 найдется такое 5 = 5(е) > 0, что для любой непрерывной матричной функции В(-), удовлетворяющей условию ||13(£)|| ^ 5 при всех £ ^ 0, выполнено неравенство Ад(А + В) ^ Ад(А) + е.

Для произвольного ц € АЛ по лемме найдется такое ¿1 > 0, что для любого и: \и—¡л\ < ¿1 и любого £ ^ 0 выполнено неравенство \\А(и, ¿) — /л)\\ <5, а следовательно, /х)) ^ /х)) +е. Таким образом, функция /л —>■ Хд(А(-, /л)) является полунепрерывной сверху в каждой точке множества М. Теорема доказана.

Из доказанной теоремы и теоремы Бэра о функциях первого класса получаем Следствие. Пусть А4 — произвольное открытое множество в простора,пет,ее Ст и п € М, а отображение (2) аполитично по /л при каждом, фиксированном, Тогда для каждого д € {1,...,п} функции (3) и (4) в типичной по Бэру точке пространства А4 непрерывны.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Миллионщиков В.М. Бэровские классы функций и показатели Ляпунова. I // Дифференц. уравнения. 1980. 16, № 8. 1408-1416.

2. Ветохин А.Н. К задаче о минорантах показателей Ляпунова // Дифференц. уравнения. 2013. 49, № 7. 950-952.

3. Миллионщиков В.М. О мажорантах и минорантах экстраординарных показателей Ляпунова // Дифференц. уравнения. 1995. 31,№ 9. 1601.

4. Хермандер Л. Введение в теорию функций нескольких комплексных переменных. М.: Мир, 1968.

Поступила в редакцию 20.05.2015

УДК 514.76

О ПОЧТИ КОНТАКТНЫХ МЕТРИЧЕСКИХ ГИПЕРПОВЕРХНОСТЯХ С МАЛЫМИ ТИПОВЫМИ ЧИСЛАМИ В ^-МНОГООБРАЗИЯХ

М. Б. Банару1

Дорогому

Вадиму Фёдоровичу Кириченко к его 70-летию

Доказано, что в И^-многообразии почти контактные метрические структуры на гиперповерхности с типовым числом 1 и на гиперповерхности с типовым числом 0 являются идентичными.

Ключевые слова: почти контактная метрическая структура, типовое число, гиперповерхность, И^-многообразие.

It is proved that in a HVmanifold, the almost contact metric structures on a hypersurface with type number 1 and on a hypersurface with type number 0 are identical.

Key words: almost contact metric structure, type number, hypersurface, HVmanifold.

1. Один из самых важных классов Грея-Хервеллы почти эрмитовых многообразий — класс W4 — часто называют классом локально конформных келеровых многообразий. Это не совсем корректно: на самом деле класс W4 содержит локально конформные келеровы (locally conformai Kâhlerian, LCK-) многообразия, а совпадает с классом LCK-многообразий лишь для размерности не ниже шести [1]. И^-многообразия глубоко изучались с разных точек зрения такими известными математиками, как И. Вайсман, А. Грей, С. Драгомир, Т. Кашивада, В.Ф. Кириченко, Л. Орнеа и Ф. Тричерри.

Известно [2], что на всякой ориентируемой гиперповерхности почти эрмитова многообразия индуцируется почти контактная метрическая структура. В работе автора [3] было доказано, что если

1 Банару Михаил Борисович — канд. физ.-мат. наук, доцент каф. математики и информатики Смолен, гос. ун-та, e-maïl: mihaïl.banaru®yahoo.com.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.