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复多项式微分系统的广义中心问题和可积性*

2018-06-07郭珂珂张齐

关键词:系统

郭珂珂,张齐

(中南大学数学与统计学院,湖南长沙410083)

经典的平面多项式微分系统

的中心问题是寻找P(x,y)和Q(x,y)的系数满足的条件,使原点的邻域由系统的周期解覆盖。关于该问题的研究仅在P(x,y)和Q(x,y)为二次和三次齐次多项式的情况下分别由Dulac与Sibirskii解决。在P(x,y)和Q(x,y)的其它情形一直是悬而未决的公开问题。但其中不乏优秀的成果[1-3]。与中心问题密切相关的是平面多项式微分系统的积分问题。

最近,文[4]把经典的中心问题推广到p:-q共振的情形:

寻找p:-q共振中心必要条件通常有两种方法。第一种是形式级数法,即逐项确定假设的形式首次积分H(x,y)=xqyp+…的泰勒展开式的各项,使

此形式首次积分存在的必要条件是由形式级数定义的各阶鞍点量gk为零。用此方法判断原点是否为共振中心涉及到鞍点量gk的计算。另一种方法是规范形法,它需要计算由规范形定义的所谓的广义奇点量[5-6]。

关于共振奇点广义中心条件的研究有不少有趣的工作。当P(x,y)和Q(x,y)是特殊的实或复多项式且共振比p:-q是特定的值时,系统存在局部解析首次积分H(x,y)=xqyp+…(即存在p:-q共振中心)的条件已有不少的研究。二次多项式的情形有文[4-13];三次的情形有文[14-20];四次情形有文[21-22];五次情形有文[23]。但是当共振比是一般的值时,即使是二次系统,共振中心问题仍然是一个公开问题。

值得一提的是,在文[5]中,肖和刘提出了一种比较容易的计算鞍点量的方法(在文[5]中称为广义奇点量)。他们考虑了以下一般的复自治微分系统

其中z,w,T是独立的复变量,aαβ,bαβ是复常数,p,q∈Z+,(p,q)=1。……

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