二阶半线性中立型差分方程的振动性准则
第四讲§4.4 二阶常系数线性方程与振动现象(4学时)
第四讲§4.4 二阶常系数线性方程与振动现象(4学时)教学目的: 本节主要讨论二阶常系数线性方程与振动问题. 教学要求: 了解二阶常系数线性方程与振动现象. 教学重点: 二阶常系数线性方程的各种振动问题. 教学难点: 振动现象的物理背景的理解教学方法: 讲练结合教学法、提问式与启发式相结合教学法。
教学手段: 传统板书与多媒体课件辅助教学相结合。
教学过程:本节主要是具体求解在4.1节提出的,描述弹簧振动的方程 22()d x dx m cx f t dxdtμ++= (4.1)并且研究其解的物理意义.如果()0f t ≡,即假定没有外力()f t ,这时得到方程220d x dx m cx dxdtμ++= (4.1)'而称弹簧的振动为阻尼自由振动.如果()0f t ≡且0μ=,即假定没有外力且忽略阻力,这时得到方程220d x m cx dx+= (4.1)''而称弹簧的振动为无阻尼自由振动或简谐运动.下面我们分别求解方程(4.1),(4.1)'以及(4.1)'',并阐明在各种情况下解的物理意义。
4.4.1 简谐振动——无阻尼自由振动.令2c k m=, 方程(4.1)''变为2220d x k x dx+=这是一个二阶常系数齐次方程。
特征方程为220k λ+=,特征根是1,2ik λ=±,它的通解为12cos sin x C kt C kt =+其中12,C C 是任意常数.为了阐明上式的物理意义,像三角学中常做的那样,我们把上式改写成如下形式:x kt kt ⎫⎪=+⎪⎝⎭ 或记为sin()x A kt α=+ (4.46) 其中,sin ,cos C C A αα===由此可见,物体在平衡位置附近作简谐振动(图4-3)图 4-3量A 称为振幅,幅角kt α+称为振动的位相(或简称位相),位相在t = 0时所取之值,即α,称为初位相,k =是固有振动频率,22T kππ==为周期. 易见,k 仅与弹簧的刚度和物体的质量有关.因为 p mgc λλ==,则周期还可以表为2T π=.将(4.50)对t 微分,可以得物体运动的速度cos()dx v A k kt dtα==+为了确定振幅及初位相,必须给出初始条件.例如,假设在初始时刻t = 0时,物体的位置是x = x 0,速度是v = v 0.这时有x 0 = A sin α, v 0 = Ak cos α 从而00arctankx A v α==4.4.2 阻尼自由振动 如果令2,2c k n m mμ==,则方程(4.1)22220d x dx nk x dtdt++= (4.47)的形式.它是一个二阶常系数线性齐次方程.它的特征方程是2220n k λλ++=,特征根是1,2n λ=-± (4.48)现在分三种情况讨论.(1) n 2-k 2<0,这时对应于介质阻尼相对不太大的情形. 如果令2221k n k -=,则(4.48)为1,21n ik λ=-±的形式. 这时,方程(4.47)的通解为1121(cos sin )ntx eC k t C k t -=+用类似(4.46)的方法可将它化为1sin()nt x A e k t α-=+ (4.49) 如果初始条件为:当t = 0时x = x 0, v = v 0.为了确定出相应的A 及α,先来计算111cos()sin()ntntdx v A k ek t A nek t dt αα--==+-+将t =0代入x 及v 的表达式中,可得x 0=A sin α, 01cos sin v Ak An αα=-把第二个方程的两端除以第一个方程相应的两端,得010cot v k n x α=-从而00101000cot ,tan v nx k x k x v nx αα+==+,于是1000arctank x v nx α=+因为10sin k x α===则01sin x A k α==(4.49)式表明,这时所发生的是阻尼振动,实际上,振幅A e -nt 是时间t 的递减函数,且当t →+∞时,A e -nt →0(图4-4).图 4-4振动的“周期”由式子12T k π==振动频率1k =较简谐振动的频率要小(1k k <),它也与物体的初始状态无关.(2) n 2-k 2 = 0,这时通解为12()nt x e C C t -=+ (4.50) 此时运动不具振动性质,且当t →+∞时,x →0(图4-5).图 4-5(3) n 2-k 2 > 0,这时对应于介质阻尼相对较大的情形. 令n 2-k 2 =h 2,特征根为1,2()n h n h λ=-±=- .因为h <n ,故这时两个特征根均为负,通解为()()12n h tn h tx C eC e-+--=+易见,此时运动不是周期的,因而不具振动性质,且当t →+∞时,x →0. 作业:习题4.4 page208 1,2,3。
二阶非线性中立型微分方程解的振动准则
方程 的 线 性 化极 限 振 动 理 论 来建 立 它 自 身 的 振 动 准 则
, ,
,
即 通 过一个 非 线 性 时滞微 分 方程 的
12〕
,
。
极限
”
方 程 的 振 动性
“
例如 【 0 一 1
在本 文 中 我 们建 立 了方程 ( 1 ) 的 所 有 有 界解 振 动 的 充 分 条 件 其 条 件 是 h r s a 即 在 系 数 尸 (约
t =
及正 数 M
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从 (1 ) 有 (8)
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我 们 也 给 出 了 方程
(l ) 的 线 性 化极 限 振 动 准 则 如 一 般 文 献一 样 振 动的
,
所 得 这 些 结果都 是 新 的 的 一 个解 为振 动 的
。
称 方程 ( 1 )
、
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1 1 )两式 应用 歹 y
"
于 方程
具有连续变量的2阶差分方程的振动性
△ ( +f xt )>0 f ) ((一 ) .
p +r ̄tn +∑q +v≤0 ( nz( r l ( k . t )c+ ) t )
k n =
显 然这 与() 5式矛 盾.定理 3得证 . 下 面研 究 当 p t=1 ( <0 ( ) ,g ) 时方 程 () 非 振 1的
又 因为 ( 是 减 函数 ,f u 是非 减 的连 续 函数 ,所 f ) ()
以
. Βιβλιοθήκη f xt )≥f((+ I ), ((一 ) xt z 一 )
(≤Apt x) fx 一 ) 一(, f ((A() (t仃) q) ) ) t/ ( = t
n-1
j + +(f ∑ t +一 , , o+ ( q ≥
(( f +o 幻+)fZr f ) ) ≤ + ∑ ( f(Sc + f f+") o -l 艺 ≤
l n = =
当t 2 >t时,f xt n 一 ) ,则 xt n 一 >0 ((+ r )>0 (+ r ) .
设当 t 3 >t时,zf≤ 一 + ) 其 中 m>0 ( ) ( 1, .由() 4
为 B nc aah空间.令 : B: - ) / ≤x + {∈ ( pa 2 ( 1 t n) } 则 是 的有界闭凸子集, T≤ , 在 上定义
算 子 T: 1 B为 B
( ) +n) ( r= f
因为 xf非振 动,故 ( )
f xt — r f xt )>0 ((+f c ) ((一 ) . )
pt ) (+f△ O+f[ c ) ((+ —c ) ) (O— r 一f xt f r 】 ) )/ f f((+ — r ((— r ] [ xt r c ) f c ) ) ).
具有振动系数的二阶非线性中立型时滞动力方程的有界振动性
数学物理学报
2 0 1 3 , 3 3 A( 1 ) : 9 8 — 1 1 3
h t t p : / / a c t a ms . w i p m. a c . c n
具 有振 动 系数 的二 阶 非线 性 中立型 时 滞 动 力方程 的有界振动性
陈大 学
( 湖 南工程学院理 学院 湖南湘潭 4 1 1 1 0 4 )
摘要:研 究时标 上具有振动系数的二 阶非线性 中立型时滞动力方程
/ , r ]△ 、 、 A
( 、 r ( £ ) ( 、 1 ( t ) + p ( ) ( 7 - ( t ) ) 1))+ / , ( t , ( ) ) ) =0
的有界 振动性,其中 P是一个 定义于 r Ⅱ ’ 上的振动函数, > 0是两个正奇数之比.利用一种
的有 界振 动性 ,假设 具备 以下条件
( 1 . 1 )
( H 1 )P ∈ C r d ( T , ) , P 是一个振动函数, j m i p ( t ) =0 ;
( H2 ) >0是两个 正奇 数之 比;
( H 3 )t 0∈, Ⅱ ' , Ⅱ: =[ t o , ∞) 是r Ⅱ ' 内的一个时标区间,即 Ⅱ: 一{ : t∈ , t t o } , r∈
d ( Ⅱ , ( 0 , 。 。 ) ) , ( ) A t =∞;
( t ) =o c ; ( H4 )7 - ∈ d ( , r Ⅱ ’ ) , t l i a7 r
。。
( H 5 ) ∈C  ̄ d ( Y , r Ⅱ ’ ) , 当t ∈Ⅱ 时5 ( t ) t , l i m ( ) =∞;
一
此,我们最感兴趣于那些对于初值 问题能够建立解的全局存在性和惟一性定理的方程.然 而,对 于具有 复杂偏 差变 元 的方 程来说 ,迄 今 为止 ,人 们还 没有 获得关 于全 局解 的存在性 和 惟 一性 定理 .事 实上 ,这种 方程 的初值 问题 的公 式并 非总是 清楚 的 .因此 ,如通 常那样 ,在 这 些情 形 我们不 在乎 初值 问题 的公式 L 3 0 _ . 时标上 的动力方 程 的研 究是 一个 非常新 的主 题 , 并 且发 展迅速 ,其最 初 的 目的是 为了统 离散和连续分析 [ 7 ] _ 关于微分方程的许多结果能够很容易地平移到相应的差分方程, 而其 它 结果 则似 乎完全 不 同 .动力 方程 的研 究揭示 了这 种差 异 ,有助 于避 免提 供结果 两次 一 一 次 为 微分 方程 提供 而 另一 次 为差分方 程提 供 .其通 常 的想 法是 为 一个 动 力方 程提供 一个 结 果 ,其未 知 函数 的定义 域是 一个 所谓 的 时标 ,即实 数集 的任意 一个 非空 的闭子 集 .这样 就 获 得 了不但 与实数 集或 整数 集有关 而且 与更 一般 的 时标 有关 的结果 . 在生物 学 、工程 技术 、经济 学、物 理学 、神 经 网络和社 会科 学等 方面 ,时标上 的动 力方 程有 着 巨大 的应 用潜 力 I s - 9 ] . 例如 ,可用 动 力方程 来建 立 昆虫数 量模型 .昆虫 数量在 繁殖季 节是 连续变 化 的.进入 冬季 ,昆虫 逐渐 消失 了 ,而 它 们的卵正 在孵 化或 处于蛰 伏状 态,然后 在 新 的繁殖季 节,卵孵化 出来 了,这 样导 致 了不相 重叠 的数 量 B o h n e r 和 P e t e r s o n的一
二阶差分方程解的振动性与渐近性及一类n阶非线性差分方程解的渐近状态
曲阜师范大学硕士学位论文二阶差分方程解的振动性与渐近性及一类n阶非线性差分方程解的渐近状态姓名:***申请学位级别:硕士专业:应用数学指导教师:***2001.3.25二阶差分方程解的振动性与渐近性及一类n阶非线性差分方程解的渐近状态厶(鲰妒f△粕)】+,(n,。
):o,n∈Ⅳ(,10】,r△(陬IP(△‰))十,(竹,¥(ha(n】),-一,。
f^mm)】)=0,m≥l,竹EN[no)(1,2);解的塞麴性与塑垫些每中Ⅳ(瑚)={伽,n。
+1,…),n。
∈,TO,l,2,…).当知≠o时·。
量。
I妒一1(砉)I=∞螺研究了—类n阶非线性差分方程矗“9+,O,虮…,△“一10=0’t∈Ⅳ(伽)解的渐近状态.其中Ⅳ(伽)={伽,瑚+l,…),竹o∈{竹,n+1,…)√.关■调。
拟线性差分方g振动,非振动。
渐近性。
拟线性时精蓥分方程:/差分算子,阶乘幂.专锯镑1引言差分方程理论。
随着科学技术的迅猛发晨,不仅在工程技术,自动控制以及航天卫星等尖端领域中有重要的应用,而且在计算机科学,人口动态学和经济金融辱领域也已成为不可缺少的数学工具.同时由于差分方程表达的离傲系统常常与相应的连续系统具有完全不同的特性,因而使许多研究者对它产生丁更多的关注.作为徽分方程离散化的差分方程的擐动性和渐近性问题也成为近年来的研兜课题.特别是对于二阶差分方程的撅动性及淅近性问题。
得瓢了一系列瀑亮的结果,可参看文献【H】,[t2-26].但是关于二阶拟线性差分方程△‰轳(血n))十,(住,卫n)昌o,n∈Ⅳ‰),fI.I)以及二阶拟线性时滞差分方程△‰妒(△‰)】+,kz(h1(n)),…,z(k(n))】=o,m≥l,n∈Ⅳffl0),(1.2)△~+,(t,t『,…,△4—10=0’tEⅣ(,t0)(1.3)解的振动性与渐近性的文章,目前还不多见.本文主要研究方程(1.1),(L2】和(1.3)解的振动性与渐近性,(I.i)与(1.2】中的Ⅳn10)={no,no+1,…),(1.3)中的Ⅳ(伽)={,10,nD+l,…】.△为前向差分算子,即△‰=函l+l一翱,△”靠=△《△“。
二阶中立型微分方程的振动准则的开题报告
二阶中立型微分方程的振动准则的开题报告一、研究背景振动是物理学中的基本概念之一,如弹簧振子、摆、电磁振荡等。
在考虑振动时,我们通常需要对微分方程进行求解。
而二阶中立型微分方程是一类涉及到时滞的微分方程,通常用于描述具有记忆和非局域特性的系统动力学。
因此,研究二阶中立型微分方程的振动准则具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容本文将研究二阶中立型微分方程的振动准则,包括振动的存在性、稳定性和周期性等问题。
具体来说,研究内容将包括以下方面:(1)引入二阶中立型微分方程及其基本性质;(2)讨论该方程的振动情形以及振动的存在性;(3)研究振动的稳定性,包括稳定、渐近稳定和不稳定三种情况;(4)探讨二阶中立型微分方程的周期性和周期解的存在性;(5)给出具体的例子并进行计算验证。
三、研究方法本文主要采用数学分析和控制理论方法研究二阶中立型微分方程的振动准则。
具体来说,将运用李雅普诺夫函数、Lyapunov-Krasovskii函数、Razumikhin技巧等工具,分析该方程的振动情形和稳定性。
此外,还将引入数值仿真方法验证所得结果,确保研究的准确性和可靠性。
四、研究意义研究二阶中立型微分方程的振动准则,不仅可以深入理解含时滞因素的动态系统特性,而且有助于挖掘其在实际应用中的潜在价值。
比如,在电力系统中,时滞常常导致电网的不稳定和失控,而通过对二阶中立型微分方程的振动准则的研究,可以指导电网的稳定控制和优化调度。
此外,在生物学、化学、机械工程等领域,二阶中立型微分方程也有广泛的应用。
因此,研究该方程的振动准则,不仅是深化基础数学和控制理论的重要途径,而且具有重要的应用价值。
五、研究计划本文计划于两个月内完成。
具体的研究计划如下:第一周:查阅相关文献,了解二阶中立型微分方程的相关知识和研究现状;第二周:推导二阶中立型微分方程的振动准则的基本数学模型;第三周:分析振动的存在性和稳定性;第四周:探讨周期性和周期解的存在性,并进行数值仿真;第五周:给出具体的例子,并进行计算验证;第六周:撰写论文,并进行修改和润色;第七周:提交论文并进行答辩。
具有分布偏差变元的二阶中立型方程的振动准则(英文)
具有分布偏差变元的二阶中立型方程的振动准则(英文)
余晋昌
【期刊名称】《应用数学》
【年(卷),期】2012(25)3
【摘要】利用Riccati变换及积分平均技巧,建立一类具有非线性中立项及分布偏差变元的二阶中立型方程的振动准则,我们的结果推广并改进了一些已有的结果.【总页数】9页(P587-595)
【关键词】振动;非线性中立项;平均技巧;分布偏差变元;Riccati变换
【作者】余晋昌
【作者单位】东莞理工学院计算机学院
【正文语种】中文
【中图分类】O173.25
【相关文献】
1.一类具分布偏差变元的二阶中立型微分方程的振动性 [J], 朱焕桃;罗治国
2.具有分布偏差变元的偶数阶中立型阻尼泛函微分方程的振动准则 [J], 陈大学;周树清;龙玉花
3.一类具有连续偏差变元的二阶非线性中立型方程的振动性 [J], 林文贤
4.具有多时滞偏差变元的二阶中立型差分方程的振动性 [J], 张建国;侯艳红;邹杰涛
5.具有分布偏差变元的二阶中立型时滞微分方程的振动性 [J], 李鹏松;张雪艳
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具有分布偏差变元的二阶中立型时滞微分方程的振动性
J ±H)J-f M >M (
) U > , n ec s bi e o enwocltncir r eododr etl , V 0 adhne t lhdsm e siao re af cn—re ur ea s li ti o s n a
e uainswih d srb td d vai g a g m e t An e a l s gv n t lu tae t e r s t . q to t it u e e i t r u n . i n x mp e wa ie o i sr t h e ul l s
Abs r ct Th o c l t n f e o d o d r e ta d ly ifr n il q a in wih ta : e s i a i o s c n — r e n u r l e a d fe e ta e u to s l o t ditiutd e itn srb e d v ai g
微分 方程 振动 理论 是微分 方程 定性 理论 的重要 分 支 , 用 广泛 .例 如 ,中立 型 时滞 微 分方 程 在 高 应 速 计算机 连接 开关 电路 的无损 耗传输 网络 以及 弹性 体上 质点 振 动 问题 中都 有实 际应 用 背 景. 目前 , 这
一
领 域 已经有很 多研 究成 果 , : 如 文献 [ . ] 12 研究 了常微 分方程 的振 动理 论 ; 献 [ ] 究 了泛 函微分 文 3研
研 究 简 报
具 有 分 布 偏 差 变 元 的 二 阶 中 立 型 时 滞 微 分 方 程 的 振 动 性
李 鹏 松 ,张雪 艳
( 北 电力 大 学 理 学 院 , 东 吉林 吉林 12 1 ) 3 0 2
时标上一类非线性中立型微分方程的振动性
Value Engineering1研究背景自1988年Stefan Hilger 在他的博士论文中首次提出测度链上的微分方程理论以来,测度链上时滞动力方程的研究成为目前国际上关注的一个新课题,对其研究具有重要的理论价值和实际应用价值。
而对于许多情况,只需考虑测度链的一种特殊情形———时标,时标指的是实数R 的任意一个非空闭子集,以符号表示。
详细的有关时标的理论见文献[2,5,6]。
本文考虑时标上二阶非线性中立型微分方程(x(t)+n i =1∑p i (t)x(τi (t)))ΔΔ+mj =1∑q j (t)f j (x(r j (t)))=0,t ⩾t 0>0(1)的振动性,其中p i (t),q j (t)∈C rd ([t 0,∞),R +),0⩽τi (t)<t ,0⩽r j (t)<t,r j (t)非减,q j (t)不最终恒为零,f j (x)/x ⩾εj >0,i=1,2,…n ,j=1,2,…m,本文中记ε=min{εj },r(t)=min{r j (t)},z(t)=x(t)+ni =1∑p i(t)x(τi (t))。
2主要结果引理1设x(t)为(1)的非振动解,若x(t)最终为正(负),则最终有z Δ(t)>0(z Δ(t)<0)。
证明假设x(t)为(1)的最终正解(最终负解同样可证),即存在充分大的t 1⩾t 0>0,当t ⩾t 1时,x(t)>0,x(τi (t))>0,x(r i (t))>0,易知z(t)=x(t)+ni =1∑p i (t)x(τi (t))⩾0且z ΔΔ(t)=-m j =1∑q j (t)f j (x(r i (t)))⩽0(2)故知z Δ(t)单调递减,且z Δ(t)>0。
若不然,则z Δ(t)⩽0,因为q j (t)不最终恒为零,故z Δ(t)不最终恒为零,故存在t 2,当t ⩾t 2⩾t 1,有z Δ(t)⩽z Δ(t 2)(3)对(3)式从t 2到t 积分,有z(t)-z(t 2)⩽t t ∫z Δ(t 2)ΔS=z Δ(t 2)(t-t 2),当t→∞时,得z(t)→-∞。
二阶双参数混合型偏差分方程解的振动性
二阶双参数混合型偏差分方程解的振动性马慧莉;薛蓉【摘要】利用包络理论研究带有两个常系数的二阶混合型偏差分方程pUm+2,n+qUm,n+2-Um,n+Um+σ,n-τ=0解的振动性,得到了该方程解振动的3个充要条件.其中:σ,τ为正整数;m,n为非负整数;p,q为实数.%We invesigated the oscillation of the solution of the second-order mixed partial difference equation with two constant coefficients pUm+ 2 ,n+ qUm,n+2 -Um,n + Um+ σ,n-τ=0 by using the envelope theory ,and obtained three necessary and sufficient conditions for the oscillation of solutions of the equation ,w here σand τare positive integers , m and n are non-negative integers , p and q are real numbers .【期刊名称】《吉林大学学报(理学版)》【年(卷),期】2018(056)003【总页数】3页(P582-584)【关键词】混合偏差分方程;振动;特征方程【作者】马慧莉;薛蓉【作者单位】西北师范大学商学院 ,兰州730070;西北师范大学数学与统计学院 ,兰州730070【正文语种】中文【中图分类】O175.7偏差分方程在偏微分方程数值解、数学物理问题、经济学和材料力学等领域应用广泛[1-4]. 偏差分方程振动性的研究目前已得到广泛关注[5-8]. 文献[5]借助Z-变换研究了时滞偏差分方程解的振动性, 其中: p,qi为实数; ki,li ∈N0, i=1,2,…,μ; Nt={t,t+1,…}; μ是正整数; 文献[6]用包络理论研究了偏差分方程Un+2,m+Un,m+2+aUn+1,m+bUn,m+1+cUn,m=0解的振动性, 其中: a,b,c为实数; m,n为非负整数; 文献[7]用包络理论研究了超前型偏差分方程pUm+2,n+qUm,n+2+Um+1,n+Um,n+1+rUm,n=0解的振动性, 其中: p,q,r为实数且p2+q2+r2≠0; m,n为非负整数. 但关于时滞与超前型混合偏差分方程振动性的研究目前文献报道较少. 基于此, 本文考虑二阶双参数混合型偏差分方程pUm+2,n+qUm,n+2-Um,n+Um+σ,n-τ=0,(1)其中: σ,τ为正整数; m,n为非负整数; p,q为实数. 借助包络理论得到了二阶混合型偏差分方程(1)振动的充要条件.定义1[8] 若对m,n∈N+, 有实的双参数序列{Um,n}满足方程(1), 则称{Um,n}是方程(1)的解.定义2[8] 若存在M,N∈N+, 使得当m≥M, n≥N时, 有{Um,n}>0(或{Um,n}<0), 则称{Um,n}是最终正(或负)的. 若{Um,n}既不是最终正的也不是最终负的, 则称{Um,n}是振动的. 若方程(1)的所有解都是振动的, 则称方程(1)是振动的.引理1 [8] 下列叙述等价:1) 方程(1)的每个解都是振动的;2) 方程(1)的特征方程pλ2+qμ2-1+λσμ-τ=0没有正根.引理2[9] 设f(x,y),g(x,y)和v(x,y)是(-∞,+∞)×(-∞,+∞)上的可微函数, 令Γ是由方程f(λ,μ)x+g(λ,μ)y=v(λ,μ)定义的双参数平面直线族, 其中λ,μ为参数. 设Σ是Γ的包络线, 则方程f(λ,μ)a+g(λ,μ)b=v(λ,μ)无实根当且仅当无Σ的切线通过xy-平面内的点(a,b).定理1 设σ≥1, τ≥1, τ+2-σ<0, 则方程(1)的每个解都振动当且仅当p≤0, q≤0或证明:设方程(1)的特征方程为f(p,q,λ,μ)=pλ2+qμ2-1+λσμ-τ=0.(2)根据包络理论可知, 由方程(2)定义的包络线方程满足方程组:(3)其中:λ>0; μ>0; x>0. 将方程组(3)中消去λ,μ可得包络方程从而又x>0, 故y(x)<0, y′(x)<0, y″(x)<0且 y(x)=0, y(x)=-∞. 因此y(x)是(0,+∞)上负的且严格下凸函数, 显然当点(p,q)满足p≤0, q≤0或p>0, 时, 没有包络线Σ的切线通过该区域, 由引理2可得结论.定理2 设σ≥1, τ≥1, τ+2-σ>0且τ-σ<0, 则方程(1)的每个解都振动当且仅当p≥0, q≥0或证明:设方程(1)的特征方程为方程(2). 根据包络理论可知, 由方程(2)定义的包络线方程满足方程组(3), 其中:λ>0; μ>0; x<0. 将方程组(3)中消去λ,μ, 可得包络方程从而又x<0, τ-σ<0, 故y(x)>0, y′(x)<0, y″(x)>0且 y(x)=0, 因此y(x)是(-∞, 0)上正的且严格上凸函数, 显然当点(p,q)满足p≥0, q≥0或p<0, q>时, 没有包络线Σ的切线通过该区域, 由引理2可得结论.类似地, 当τ+2-σ>0, τ-σ>0时, 可得如下定理:定理3 设σ≥1, τ≥1, τ+2-σ>0且τ-σ>0, 则方程(1)的每个解都振动当且仅当p≤0, q≤0或例1 考虑混合偏差分方程-Um+2,n+0.5Um,n+2-Um,n+Um+1,n-2=0,(4)即当p=-1, q=0.5, σ=1, τ=2时, 定理3的振动图像. 易证满足定理3的条件, 由定理3知, 方程(4)的每个解都振动, 从而验证了定理3的正确性. 方程(4)的振动图像如图1所示.图1 方程(4)的振动图像Fig.1 Oscillatory image of equation (4)例2 考虑混合偏差分方程-Um+2,n-Um,n+2-Um,n+Um+4,n-1=0,(5)即当p=-1, q=-1, σ=4, τ=1时, 定理1的振动图像. 易证p=-1<0, q=-1<-22/1×1×(-1)4/1/44/1=-1/43, τ+2-σ<0, 满足定理1的条件, 由定理1知, 方程(5)的每个解都振动, 从而验证了定理1的正确性. 方程(5)的振动图像如图2所示. 例3 考虑混合偏差分方程-Um+2,n+Um,n+2-Um,n+Um+3,n-2=0,(6)即当p=-1, q=1, σ=3, τ=2时, 定理2的振动图像. 易证且τ+2-σ>0, τ-σ<0, 满足定理2的条件, 由定理2知, 方程(6)的每个解都振动, 从而验证了定理2的正确性. 方程(6)的振动图像如图3所示.图2 方程(5)的振动图像Fig.1 Oscillatory image of equation (5)图3 方程(6)的振动图像Fig.3 Oscillatory image of equation (6)参考文献【相关文献】[1] Meakin P. Models for Material Failure and Deformation [J]. Science, 1991, 252: 226-234.[2] LI Xiangping. Partial Difference Equations Used in the Study of Molecular Orbits [J]. Acta Chimica Sinica, 1982, 40(8): 688-698.[3] Shi B E, Chua L O. Resisitive Grid Image Filtering: Input/Output Analysis via the CNN Framework [J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems Ⅰ: Fundamental Theory and Applications, 1992, 39(7): 531-548.[4] Zhang B G, Yu J S. Linearized Oscillation Theorems for Certain Nonlinear Delay Partial Difference Equations [J]. Computers and Mathematics with Applications, 1998, 35(4): 111-116.[5] Zhang B G, Agarwal R P. The Oscillation and Stability of Delay Partial Difference Equations [J]. Computers and Mathematics with Applications, 2003, 45(6): 1253-1295. [6] YUAN Chunhua, LIU Shutang. An Envelop Surface Method for Determining Oscillation of a Delay 2-D Discrete Convection System [J/OL]. Journal of Dynamics and Differential Equations, 2014-12-24. doi: 10.1007/s10884-014-9422-x.[7] MA Huili, WANG Jiaofeng. Some Oscillatory Properties for a Class of Partial Difference Equations [J]. Journal of Nonlinear Science and Applications, 2016, 9: 3473-3478.[8] ZHANG Binggen, ZHOU Yong. Qualitative Analysis of Delay Partial Difference Equations [M]. New York: Hindawi Publishing Corporation, 2007.[9] CHENG Suisun, LIN Yizhong. Dual Sets of Envelopes and Characteristic Regions of Quasi-polynomials [M]. Singapore: World Scientific, 2009.。
带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则
带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则是对线性及非线性振动系统的一种重要理论进行推导的一种概念。
它既可以用来描述和解释复杂的振动情况,又可以作为设计系统的参考,使其能够有效地应变环境的变化。
本文针对带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程,结合实际情况,将重点介绍其振动准则在设计和控制中的应用及其相关理论分析,旨在为系统设计者提供一定的参考和指导。
一、带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程及其振动准则1、概述带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程是解释和描述谐振振动的一种理论框架,引入马克斯特罗夫函数来描述振动的衰减幅度,从而可以形成定性的分析结论。
它是一种可以用来分析振动行为的重要理论,因此,掌握它的振动准则,对正确预测振动的行为是十分重要的。
带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则可以很好地描述振动系统的振动行为,而且是研究和模拟系统振动的重要依据,能够准确地反映振动系统的稳定性和可控性。
它可以构造出系统的振动图示,视图上能够直观地反映出振动系统的运行特性,从而帮助振动系统的设计者做出最佳的决策。
2、带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则可以简单地表示为:振动系统可以被抽象为一个有限元素(以横坐标表示该元素在振动中的位置)的系统,该系统下的物理量会在时间t上发生变化,其变化趋势会受到 (1)受力的大小,(2)物体的质量,(3)振动的频率,(4)受力的性质(推力或拉力),(5)振动的幅度,及 (6)阻尼系数等影响。
带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程振动准则解释了振动中阻尼的作用,即在振动过程中,物体所受的各种作用力都会产生阻碍力,从而使振动的参数(如振幅和瞬时位置)减小。
二、带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则在系统设计和控制中的应用1、应用于系统设计在设计振动系统方面,带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则可以为设计者提供参考,帮助他们更好地掌握振动系统的行为特性。
二阶具有连续变量的中立型差分方程的振动准则
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中立型时滞差分方程△ ( f ( r + ) f ) (一 — )
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关键 词:连续变量 :中立型差分方程 :振动性 中图分类号:O15 5 文献标识码 :A D :0 9 9 .s. 7 —0 52 1.1 0 OI . 6 /i n1 4 8 8 . 20 . 4 1 3 js 6 0 0
变系数中立型差分方程的渐近性与振动性
变系数中立型差分方程的渐近性与振动性
彭名书
【期刊名称】《湖南城市学院学报(自然科学版)》
【年(卷),期】1996(000)006
【摘要】讨论了中立型差分方程Δ(An-Σ^mi=1ci(n)An-ki)+Σ(s,j=1)dj(n)An-lj=0在条件Σ(m,i=1)│(ci(n)│〈1下的振动性与渐近性,获得方程振动的充分性判据,从而推广了文「1」,「3」的效果。
【总页数】8页(P13-20)
【作者】彭名书
【作者单位】湖南大学
【正文语种】中文
【中图分类】O241.3
【相关文献】
1.具有变系数的偶数阶中立型差分方程的振动性
2.二阶变系数多时滞非线性中立型差分方程的有界振动性
3.二阶变系数多变时滞非线性中立型差分方程的频率振动性
4.变系数中立型差分方程的渐近性与振动性
5.具有变系数的奇数阶中立型差分方程的振动性
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一类二阶中立型微分方程的振动和非振动准则
一类二阶中立型微分方程的振动和非振动准则杨甲山;方彬【摘要】The oscillation theory of neutral functional differential equations plays an important role in both theory and application. This paper discusses oscillation of a class of second order nonlinear neutral delay functional differential equation with positive and negative coefficients. Using the fixed point theorem in Banach spaGe, and by introducing parameter function and certain analytic techniques , some new non-oscillation criteria for the equation are obtained. In addition, some sufficient conditions for oscillation of the e-quation are proposed. These criteria can improve the restriction of the conditions for the equation. Some existed results in the literatures are further improved and extended.%中立型泛函微分方程的振动性在理论和应用中有着重要意义.研究了一类具有正负系数的二阶非线性中立型时滞泛函微分方程的振动性,利用Banach空间的不动点原理,通过引入参数函数并结合一些分析技巧,获得了该类方程存在非振动解的新的准则,并同时得到了该类方程振动的判别准则,这些准则改善了对方程的条件限制,所得结论推广并改进了现有文献中的一系列结果.【期刊名称】《四川师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(035)006【总页数】5页(P776-780)【关键词】正负系数;中立型泛函微分方程;非线性;振动和非振动;Riccati变换【作者】杨甲山;方彬【作者单位】邵阳学院理学与信息科学系,湖南邵阳422004;北京信息控制研究所,北京100037;信阳师范学院数学与信息科学学院,河南信阳464000【正文语种】中文【中图分类】O175.71 引言及问题的提出关于中立型时滞泛函微分方程的定性理论的研究,在理论和实际应用中均有着非常重要的意义.因此,在这一领域出现了许多研究成果[1-15].近年来,在计算机科学研究中出现了一些同时具有正负系数的中立型方程的数学模型,使得这类方程的研究日益受到重视[1-12].但注意到具有正负系数的一阶的和线性的中立型方程振动和非振动研究成果较多[1,2,4,6-7],而具有正负系数的高阶的非线性方程的振动和非振动定理相对较少[3,5,8-12].本文考虑如下一类非常广泛的具有正负系数的二阶非线性中立型时滞泛函微分方程其中,τn>0,σi≥0,δj≥0,t0>0为常数(n=1,2,…,N;i=1,2,…,m;j=1,2,…,l,下同,略);N、m、l均为正整数;Pn(t)∈C([t0.TIF,+∞),R);Qi (t),Rj(t)∈C([t0.TIF,+∞),(0.TIF,+∞));fi (u),g j(u)∈C(R,R)且ufi(u)>0(u≠0),ugj(u)>0(u≠0).关于方程(1)的特殊情形,许多文献作过研究.如文献[2-8]分别研究了如下具有正负系数的线性方程及非线性方程的振动性,在∞”及“(H0):对t≥t0及∀α>0均有αQ(t)-R(t)≥0”成立的条件下得到了方程存在非振动解的结论;文献[5]等在“R(t)最终为负”的条件下给出了方程(3)振动的充分条件.本文的目的是要改善对方程的这些条件限制,利用Banach空间的不动点原理,通过引入参数函数和Riccati变换,并结合一些分析技巧,建立方程(1)振动和非振动的若干新的准则,所得定理推广并改进了现有文献中的一系列结论.函数x(t)称为方程(1)的解,如果x(t)∈C2([t-1.TIF,+∞),R),并且x(t)满足方程(1),这里.本文只讨论方程(1)的非平凡解.方程(1)的解称为是最终正解(或最终负解),如果存在常数T≥t0,使得当t≥T时,x(t)>0(或x(t)<0).方程(1)的解x(t)称为是振动的,如果它既不最终为正也不最终为负,否则称它是非振动的;方程(1)称为是振动的,如果它的所有解都是振动的.考虑如下假设:(H1):fi(0)=0,gj(0)=0,且存在常数Lfi>0,Lgj>0,使得对∀x≥0,y≥0,有|fi(x)-fi(y)|≤Lfi|x-y|和|gj(x)-gj(y)|≤Lgj|x-y|.(H3):存在常数αi>0,βj>0,使得fi(u)/u≥αi,gj(u)/u≤βj.(H4):σi≥δj≡δ且至少有一个i使得σi>δ,(H5):Pn(t)≥0且2 主要结果及证明定理1 设(H1)和(H2)成立,-1<<0并且最终有Pn(t)≤0,则方程(1)一定存在一个最终正解,这里证明记可选择一个充分大的T>t0,使得T≥t0 +μ,且当t≥T时有考虑Banach空间B={x=x(t)|x(t)∈C([T-μ.TIF,+∞),R)且有界},B上的范数定义为‖x‖定义B的子集B1={x∈B:a≤x(t)≤ A,t≥T-μ},则B1是B的有界凸闭子集,这里常数A>a>0,并使得0<a<1+和A>10/9成立.于是由条件(H2),可选择一个充分大的t1≥T,使得当t≥t1时有这里L=max{.定义映照ρ:B1→B如下则显然ρ是连续的.注意到条件(H1)、(4)和(5)式,对∀x∈B1及t≥t1有另一方面,由定理的条件及(6)式,类似可得从而a≤ρx≤A,因此ρB1⊆B1.又对∀x1,x2∈B1和t≥t1,同理可得因0<(A-a)/A<1,所以ρ是B1上的压缩映照.于是,由Banach压缩映照原理知,ρ在B1上有唯一的不动点x*=x*(t),容易验证此不动点x*(t)就是方程(1)的一个最终正解.定理证毕.例1 考虑具有正负系数的二阶微分方程若取τ=1,σ=3/2,δ=1/2,t0=2,P(t)=-1/2+ 2/t,Q(t)=2(2t-3)/t(t-1)3(2t+1),R(t)= 2(2t-1)(3t+1)/t(t-1)3)(2t+3),f(x)=x,g(x)=x,则易知此时方程满足定理1的条件,故所给方程一定存在一个最终正解.事实上,不难验证,x(t)=1/2+1/t就是一个这样的解.注1 文献[2-9]在“对任意t≥t0及任意常数α>0均有αQ(t)-R(t)≥0”条件下给出具有正负系数的二阶方程(2)~(3)存在非振动解的判别准则,但本文定理却不需要这个条件,例1所给的方程显然也不满足这个条件.因此文献[2-9]中的定理均不能用于本文例1中的方程.下面给出方程(1)的新的振动准则.为此,记引理1 设(H3)和(H4)成立,如果Pn(t)≥0,x(t)为方程(1)的一个最终正解,则z(t)>0,z'(t)≥0,z″(t)<0.证明由于x(t)为方程(1)的一个最终正解,即存在t1≥t0,当t≥t1时,有x(t)>0,x(t-τn)>0,x(t-σi)>0,x(t-δj)=x(t-δ)>0,从而y(t)>0,进而z(t)>0(t≥t1).由(7)和(8)式及方程(1),并注意到(H3)和(H4),可得下证z'(t)≥0(t≥t1).事实上,若存在t2≥t1,使得z'(t2)<0,则当t≥t2时,z'(t)≤z'(t2)<0.取定T≥t2,并从T到t(t>T)积分,得z(t)≤z(T)+令t→+∞,则有这与z(t)>0矛盾.故z'(t)≥ 0.引理证毕.定理2 设(H3)~(H5)成立,如果存在一单调递增函数φ(t)∈C1([t0.TIF,+∞),(0.TIF,+∞))使得这里ε≥0为常数,则方程(1)是振动的.证明不妨设x(t)为方程(1)的一个最终正解(最终负解的情形类似可证),即存在t1≥t0,当t≥t1时,有x(t)>0,x(t-τn)>0,x(t-σi)>0,x(t -δj)>0.于是由引理1及(11)式知,y'(t)>0(t≥t1),即y(t)为单调递增函数.由(H5)及(7)式知,y(t)≥x(t)(t≥t1),于是从而有,将其代入(11)式,注意到(9)式得令V(t)=φ(t)z'(t)/y(t-δ),则V(t)≥0(t≥t1).再由z'(t)≥0,y'(t)>0(t≥t1)及(13)式得由于z'(t)单调减少,y(t)单调增加,于是有记ε=z'(t1)/y(t1-δ),对上式两边从t1到t积分得令t→+∞,并注意到(12)式,有V(t)→-∞,这与V(t)≥0矛盾.定理证毕.定理3 设(H3)~(H5)成立,如果存在常数k≥2和函数φ(t)∈C1([t0.TIF,+∞),(0.TIF,+∞))及r(t)∈C([t0.TIF,+∞),[0.TIF,+∞))且r(t)在[t0.TIF,+∞)的任一子区间上均不恒为0使得这里h(t,s)=∫tsr(v)dv,则方程(1)是振动的.证明同定理2,令V(t)=φ(t)z'(t)/y(tδ),则V(t)≥0(t≥t1),且由(10)式知,y'(t)≥z'(t)≥0,又z″(t)≤0,于是由(13)和(15)式可得上式两边同乘以hk(t,s)并从t1到t(t>t1)积分得即上式取上极限,即得与(14)式矛盾.定理证毕.注2 选择恰当的不同的函数φ(t)和r(t),就能导出许多不同的关于方程(1)的具体振动准则.例2 若在定理3中取φ(t)=1,r(t)=1,则h(t,s)=∫tsr(v)dv=t-s,就有下面结果:推论1 设(H3)~(H5)成立,如果存在常数k≥2使得则方程(1)是振动的.例3 若在定理3中取,则h(t,s)=lnt-lns,为了简单取t0=1,于是就有:推论2 设(H3)~(H5)成立,如果存在常数k≥2和函数φ(t)∈C1([1.TIF,+∞),(0.TIF,+∞))使得则方程(1)是振动的.注3 文献[5]等在“R(t)最终为负”的条件下给出了具有正负系数的二阶泛函微分方程(3)振动的一个充分条件,但本文定理2和3却不需要这个条件.当方程(1)中的Rj(t)≡0时,方程退化为一般的二阶非线性中立型泛函微分方程,此时本文所给的振动准则仍然是非常好的振动准则.参考文献[1]Tang X H,Yu J S.Positive solution for a kind of neutral equationswith positive and negative coefficients[J].Acta Math Sinica,1999,42(5):795-802.[2]Kulenovic M R S,Hadziomerspahic S.Existence of nonoscillatory solution of second order linear neutral delay equation[J].J Math Anal Appl,1998,228:436-448.[3]Gai M J,Shi B,Zhang D C.Oscillation criteria for second ordernonlinear differential equations of neutral type[J].Appl Math J Chin Univ,2001,B16(2):122-126.[4]李美丽,冯伟.二阶线性中立型时滞微分方程非振动解的存在性[J].山西大学学报:自然科学版,2002,25(3):195-199.[5]仉志余,王晓霞,林诗仲.非线性二阶中立型时滞微分方程的振动和非振动准则[J].系统科学与数学,2006,26(3):325-334.[6]Manojlovic J,Shoukaku Y,Tanigawa T,et al.Oscillation criteria for second order differential equations with positive and negative coefficients [J].Appl Math Comput,2006,181(2):853-863.[7]李秀云,刘召爽,俞元洪.具有正负系数的二阶中立型时滞微分方程的振动性[J].上海交通大学学报:自然科学版,2004,38(6):1028-1030.[8]何宏庆,仉志余.二阶非线性中立型时滞微分方程的振动准则[J].数学的实践与认识,2007,37(23):130-134.[9]杨甲山.具有正负系数的二阶非线性中立型方程的非振动准则[J].工程数学学报,2010,27(1):118-124.[10]刘兴元.具有正负系数中立型时滞微分方程的振动性[J].四川师范大学学报:自然科学版,2006,29(2):192-196.[11]杨甲山,王瑀.一类具正负系数的二阶中立型方程的振动性[J].合肥工业大学学报:自然科学版,2012,35(4):552-556.[12]杨甲山.具正负系数和阻尼项的高阶微分方程的振动定理[J].中山大学学报:自然科学版,2012,51(1):30-34.[13]潘立军.具偏差变元的一类三阶微分方程的周期解[J].四川师范大学学报:自然科学版,2011,34(1):71-76.[14]Luo H,Zhuang R K,Guo X M.Oscillation criteria for second ordernonlinear differential equation with damping[J].Appl Math Mech,2005,26(4):441-448.[15]Zheng Z H,Li X L.Necessary and sufficient conditions for the existence of equilibrium in abstract non-autonomous functional differential equations[J].Sci Chin Math,2010,53(8):2045-2059.。
二阶线性微分方程的振动性质
二阶线性微分方程的振动性质孔淑霞【摘要】研究了一般形式的二阶线性微分方程x″(t)+p(t)x′(t)+q(t)x (t)=0的振动性质,得到了这类微分方程振动的准则,从而推广了文献[1]的结果.%Some oscillation properties are studied for general linear second order ordinary differential equations of the formx″(t)+p(t)x′(t)+q(t)x (t)=0.We obtained some new oscillation criteria and extend some earlier results of Deng in reference [1].【期刊名称】《德州学院学报》【年(卷),期】2012(028)002【总页数】3页(P9-11)【关键词】振动性质;微分方程;二阶【作者】孔淑霞【作者单位】德州学院数学系,山东德州253023【正文语种】中文【中图分类】O175.7对于特殊形式的二阶线性微分方程其中q(t)∈C[t0,+∞].关于方程(1)的振动性,目前已有许多优美的结果(可参考文献[1-5]),在文献[1]中,J.Deng给出以下结果.定理1[1]对任意大的t∈R,若其中,则方程(1)是振动的.定理2[1]对任意大的t∈R,若则方程(1)存在一个最终为正的解.考虑一般形式的二阶线性微分方程其中p(t)∈C1(t0,+∞),q(t)∈C(t0,+∞).方程(2)的一个非平凡解称为振动的,如果它具有任意大的零点;否则称它为非振动的.方程(2)称为振动的,如果它的每一个解均为振动的.本文的目的是建立方程(2)的振动准则,从而推广了定理1和定理2的结论.定理3 对任意大的t∈R,p(t)=O(1),并且则方程(2)是振动的.证明假设方程(2)不是振动的,即方程(2)有非振动解x(t),不妨设x(t)最终为正,x(t)>0,t≥t0>0.由(3)式知存在t1≥t0,使所以存在一个整数n(t)≥t,对于t′≥n(t),有其中令则令则上式变为在[t,t′]上两边积分得如果存在t2≥t1,使v(t2)<0,由(5)式可知,当t≥n(t2)时,v(t)<0.所以v(t)或者最终为负或者最终为正.如果v(t)最终为负,则存在t3≥t1,当t≥t3时,v(t)<0,并且由(4)式,可得即,代入(6)式得如果v(t)最终为正,则存在t4≥t1,当t≥t4时,v(t)>0,由(4)式和(5)式得同理可以得到令τi=τi-12+τi,i=1,2,…,t5=max{n(n(t3)),n(t4)},由(7)式和(9)式可得根据(6)式和(8)式,同理可证明显然,当t≥t5时,又因为对任意大的t∈R,p(t)=O(1),所以矛盾.这样,完成了定理3的证明.定理4 对任意大的t∈R,并且则方程(2)存在一个最终为正的解.证明由已知条件知,存在t0>0,当t≥t0时,有当t≥t0时,定义:所以假设则又由(12)式,所以因此,函数列{vn(t)}存在极限函数v(t),并且由(12)式,可得两边求导数得令x(t0)=1,当t≥t0时,则由(13)式,所以x″(t)+p(t)x′(t)+q(t)x(t)=0,即x(t)是方程(2)的正解.【相关文献】[1]J.Deng.Oscillation criteria for second linear differential equations[J].Journal of Mathematical Analysis and Applications,2000,(271):283-287.[2]I.Kamenev.Integral criterion for oscillation of linear differential equations of second order[J].Zametki,1978,(23):136-138.[3]J.W.Macki,J.S.W.Wong.Oscillation theorems for linear second order differentialequations[J].Proc.A-mer.Math.Soc.,1969,(20):67–72.[4]A.B.Mingarelli.On a conjecture for oscillation of second order ordinary differential systems[J].Proc.Amer.Math.Soc.,1981,(82):592–598.[5]D.Willett.On the oscillatory behavior of the solution of second order linear differential equations[J].Ann.Polon.Math.,1969,(21):175–194.[6]A.Sauer.A note of zero-sequences of solutions of f″+Af=0[J].Amer.Math.Soc.,1997,(125):1143–1147.[7]H.Sharjah.A note on the oscillation of second order differential equations[J].Czechoslovak Mathematical Journal,2004,(129):949-954.[8]D.Cakmak.Oscillation criteria for nonlinear second order differential equations with damping[J].Ukrainian Mathematical Journal,2008,(60):799-809.。
带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则
带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则今天,我们要讨论的是关于带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则的话题。
经过许多研究和分析,有关学者已经提出了关于该课题的一些结论和观点。
本文通过深入的分析,对这一研究成果进行了详细的讨论,从而提出了一些有价值的结论。
首先,我们要了解的是带有阻尼项的非线性扰动微分方程的基本概念。
在这样的微分方程中,存在着外力扰动和阻尼项。
外力扰动引起系统的振动,而阻尼项促使系统收敛到平衡状态。
因此,了解这样的系统的振动行为对于研究一类带有外力扰动和阻尼的系统是非常重要的。
继而,关于带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则,研究学者进行了详细的探究。
主要指出,外力扰动和阻尼项的大小关系,有助于探讨系统的振动行为,其中包括振幅、扰动频率和振动频率等物理量。
其中,振动频率是描述该系统振动行为的重要物理量,它能够决定系统振动的方式。
同时,学者进一步推导出,在外力扰动和阻尼项的大小关系上,可以用一定的准则来确定系统的振动频率。
有关带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则的研究成果,对于许多实际工程应用具有重要的指导意义。
通过对外力扰动和阻尼项的大小关系的准确分析,可以使系统更有效地运行,从而获得更优良的控制结果。
例如,在减少等震弹性结构的振动的工程设计中,可以利用带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则来准确地估算系统振动的频率,从而更恰当地确定系统控制策略。
在总结本文的主要内容之前,我们再次重申一下,带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程的振动准则提供了一套用于确定系统振动频率的完整的分析框架。
这样的框架可以帮助我们更准确地确定系统控制策略,从而使工程设计变得更有效率。
在实际应用中,我们可以运用该规则来提高结构设计的精确性,从而达到减少结构振动的目的。
本文通过对带有阻尼项的二阶非线性扰动微分方程振动准则的详细讨论,提出了一些有价值的结论,印证了外力扰动和阻尼项的大小关系对确定系统振动频率的重要性。
【国家自然科学基金】_广义riccati变换_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
科研热词 振动性 阻尼项 时间测度链 广义riccati变换 动力方程 非线性中立项 非线性 振动准则 强超线性 强次线性 广义riccati技巧 区间振动准则 三阶时标动态方程 riccati变换 philos型积分平均 emden-fowler方程
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
2014年 科研热词 时间尺度 振动性 动力方程 非线性中立项 阻尼项 正负系数 时间测度链 时滞动力方程 振动准则 半线性 三阶 推荐指数 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4
科研热词 时标 振动性 动力学方程 riccati变换
推荐指数 1 1 1 1
2009年 序号
科研热词 1 振动性 2 中立型时滞微分2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 推荐指数 时间尺度 3 振动准则 3 半线性 2 动力方程 2 阻尼泛函微分方程 1 时滞变元 1 振动性 1 振动定理 1 中立型时滞emden-fowler动力方程1 中立型方程 1
推荐指数 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
科研热词 推荐指数 振动准则 4 动力方程 3 时间尺度 2 振动性 2 高维非线性发展方程 1 非线性叠加公式 1 非线性 1 最终正解 1 时间测度链 1 时滞微分方程 1 无穷序列类孤子新解 1 振动性:渐近性 1 广义riccati技巧 1 广义riccati变换 1 常微分方程 1 半线性 1 分数阶微分方程 1 二阶非线性时标动态方程 1 二阶 1 三阶泛函微分方程 1 riemann-liouville微分算子 1 riccati变换 1 kamenev型 1
一类二阶非线性差分方程的振动准则
一类二阶非线性差分方程的振动准则
蒋心学;唐清干
【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》
【年(卷),期】2007(027)005
【摘要】运用差分方程、有理增函数的性质以及文献[1]中的定理证明方法,对一类二阶非线性差分方程解的振动性进行了研究,获得了该方程解振动的一个定理和两个推论.通过判断有理函数的增减性来研究该方程解的振动性,大大地简化了其定理的证明过程,所得结果推广和改进了文献[1]中的相应结果.
【总页数】3页(P402-404)
【作者】蒋心学;唐清干
【作者单位】桂林电子科技大学,数学与计算科学学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学,数学与计算科学学院,广西,桂林,541004
【正文语种】中文
【中图分类】O241.84
【相关文献】
1.一类二阶非线性中立型差分方程的振动准则 [J], 蒋心学;唐清干
2.一类二阶非线性变时滞差分方程的振动准则 [J], 杨甲山
3.一类二阶中立型时滞差分方程的振动准则 [J], 娄申;兰永红
4.时标上一类三阶非线性动力方程的振动准则时标上一类三阶非线性动力方程的振动准则 [J], 王俊俊;严磊
5.一类具有连续变量的二阶非线性阻尼差分方程的振动准则 [J], 王培光; 武萌
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262Vol.26,No.2 20065JOURNAL OF MATHEMATICAL RESEARCH AND EXPOSITION May,2006 Article ID:1000-341X(2006)02-0247-06Document code:AOscillation Criteria for Second-Order Semi-Linear NeutralDifference EquationsKANG Guo-lian(Academy of Mathematics and Systems Science,C.A.S.,Beijing100080,China)(E-mail:glkang@)Abstract:Consider the second-order semi-linear neutral difference equation∆[a n|∆(x n+p n x n−τ)|α−1∆(x n+p n x n−τ)]+ki=1q i(n)|x n−σi|α−1x n−σi=0.(1)The sufficient conditions are established for oscillation of the solutions of(1).These results generalize and improve some known results about both neutral and delay difference equation.Key words:Semi-linear;neutral difference equation;oscillation.MSC(2000):39A11CLC number:O1751.IntroductionIn the paper,we consider the semi-linear second-order neutral difference equation∆[a n|∆(x n+p n x n−τ)|α−1∆(x n+p n x n−τ)]+ki=1q i(n)|x n−σi|α−1x n−σi=0,(1)where n=1,2,3,···,αis a positive constant,andτand{σi}k i=1are nonnegative integers.∆is the usual forward difference operator.Throughout this paper,we assume that (h1)α≥1,0≤p n<1for n=0,1,2,···.(h2){q n}is a nonnegative sequence with infinitely many positive terms.(h3)a n>0,n=0,1,2,···,and ∞1/a1/αn=∞.A solution{x n}of(1)is defined for n≥−max{τ,σi,i=1,2,···,k}and satisfies(1)for n=1,2,3,···.A solution{x n}of(1)is said to be oscillatory if for every N>0,there exists an n≥N such that x n x n+1≤0.Otherwise,it is nonoscillatory.Most of the previous studies on the oscillation theory of(1)have been restricted to the case in whichα=1,p n=0and a n=1[1−4].We note that the following equation is related to the continuous version of(1)[a(t)|(x(t)+p(t)x(t−τ)) |α−1(x(t)+p(t)x(t−τ)) ] +q(t)|x(t−σ)|α−1x(t−σ)=0.248Journal of Mathematical Research and Exposition Vol.26(4)|z n−σ|α−1z n−σsatisfies the following Riccati inequality:α∆w n+No.2KANG Guo-lian:Oscillation criteria for second-order semi-linear neutral Diff.Eq.249zαn−σ−αa n+1(∆z n+1)αξα−1∆z n−σa1/αn−σ(∆z n+1 (1+α)1+1/α.Thenk(1+x)1+1/α≥x for x≥−1,where the equality holds if and only if k=α(1+α)1+1/α, such that∞s=n1a1/αs−σw1+1/αs+1+ls=n+1k i=1q i(s)(1−p s−σi)α≤w n+1−w l.(11)If(i)holds,then w l→−∞as l→+∞.This contradicts the fact that w n>0.If(ii)holds,by (11),we have∞s=n+1α250Journal of Mathematical Research and Exposition Vol.26a1/αs−σC1+1/αs+1,u(2)(n)=∞s=n+1αa1/αs−σ[C s+1+u(m)(s)]1+1/α,m=1,2,·(13)It is obvious that0<u(1)(n)≤u(2)(n)≤···u(m)(n)≤u(m+1)(n)≤···.By(12),we haveu(1)(n)+C n+1≤w n+1.(14)Suppose thatu(m)(n)+C n+1≤w n+1.(15) From(12),(14)and(15),we obtainu(m+1)(n)+C n+1≤∞s=n+1αa1/αs−σC1+1/αs+1≥kC n+1,where k=αρandu(2)(n)=∞ s=n+1αNo.2KANG Guo-lian:Oscillation criteria for second-order semi-linear neutral Diff.Eq.251(α+1)1+1/α.Thus the assumption thatlim m →∞d m =c is impossible.By (17)and (19)the sequence {u (m )(n )}can not be convergent.This contradicts (16)and so the proof is completed.Corollary 1Assume that conditions (h 1)–(h 3)and i =1hold and that(i) ∞q n (1−p n −σ)α=+∞,or(ii) ∞q n (1−p n −σ)α<+∞and there exists a positive constant ρ>1a 1/αs −σ∞m =s +1q m (1−p m −σ)α1+1/α≥ρ∞m =n +1q m (1−p m −σ)α.Then every solution of (1)is oscillatory.By taking α=1,a n =1in Corollary 1we obtainCorollary 2Assume that (h 1)–(h 3)hold and that(i) ∞q s (1−p s −σ)=∞,or(ii) ∞q s (1−p s −σ)<∞and there exists a positive constant ρ>1/4such that∞ s =n [∞ m =s +1q m (1−p m −σ)]2≥ρ∞m =n +1q m (1−p m −σ).Then,every solution of Equation (1)is oscillatory.Remark 1Corollary 1can be considered as discrete analogues of Theorem 1given in [5]forthe neutral delay equation[a (t )|(x (t )+p (t )x (t −τ)) |α−1(x (t )+p (t )x (t −τ)) ] +q (t )|x (t −σ)|α−1x (t −σ)=0.Remark 2When k =1,α=1and a n =1,Equation (1)reduces to∆2(x n +p n x n −τ)+q n x n −σ=0.(21)Hence Corollary 2is an extension of Theorem 2.5in [1].But we weakened the conditions0≤p n ≤p <1and ∞q n =+∞.To author’s knowledge,the results are even new for Equation (21).4.Some applicationsIn this section,we indicate some applications of our results.These applications are given as examples.Example 1Consider the neutral difference equation∆2(x n +(1−1252Journal of Mathematical Research and Exposition Vol.26n2x n−σ=0,(23) whereτ,σ>0,0≤p<1andδ>1s2(1−p)=δ(1−p)∞s=n+11s(s+1)=δ(1−p)1(s+1)2>C n+1/3.Choose a constantρ=(1/4,1/3).Then,the conditions of Corollary2are satisfied and therefore every solution of Equation(23)is oscillatory.But in Equation(23),the condition ∞q n=∞does not justify the oscillation of Equation(23).References:[1]LUO J W,BAINOV D D.Oscillatory and asymptotic behavior of second order neutral difference equationswith maxima[J]put.Appl.Math.,2001,131:333–341.[2]Jiang Jian-chu,Oscillatory criteria for second-order quasilinear neutral delay difference equations[J].Appl.put.,2002,125:287–293.[3]KANG Guo-lian,ZHANG Hui.Oscillation criteria of solutions of nonlinear difference equations of secondorder[J].Ann.Differential Equations,2004,20(1):41–48.[4]KANG Guo-lian.Oscillation criteria for second-order nonlinear difference equations with“Summation Small”coefficient[J].Bulletin of K.M.S.,2005,42(2):245–256.[5]LI Xiao-ping,JIANG Jian-chu.Oscillation of second order nonlinear neutral delay differential equations[J].Chinese Quart.J.Math.,2001,16(4):43–48.(100080):∆[a n|∆(x n+p n x n−τ)|α−1∆(x n+p n x n−τ)]+ki=1q i(n)|x n−σi|α−1x n−σi=0.(1)(1) :。