一类差分方程退化不动点的定性性质
2021-07-14李明山周效良
李明山, 周效良
(1.南京航空航天大学 经济与管理学院,江苏 南京211106; 2.岭南师范学院 数学与统计学院,广东 湛江524048)
近年来,差分方程理论与应用研究取得许多成果[1-4].目前关于二维差分方程具有特征值±1的退化不动点的定性性质研究成果较少.文献[5]利用Picard迭代[6]、去奇化理论[7]、共轭关系[8]和Takens定理[9]研究了一类离散竞争模型退化不动点的定性性质.文献[1]提出了一类离散经济模型


映射(2)在不动点E0(0,0)处的特征值为 λ1=1,λ2=-1.本文考虑映射(2)在退化不动点E0附近的定性性质.
本文利用Picard迭代和Takens定理得到了映射(2)在退化不动点E0的近似系统(也称为微分方程),通过极坐标变换来研究微分方程在退化平衡点附近的定性性质.进一步,利用blow-up方法和微分方程的时间-1映射的反射与映射(2)之间的共轭来研究映射(2)在退化不动点E0附近的定性性质.
1 流近似
利用Picard迭代和Takens定理将映射嵌入微分方程的流.利用微分方程来研究映射(2)在退化不动点E0处的定性性质,首先给出Takens定理.
引理1.1[9]假设

是一个在O附近的形式映射,S是半单的且具有特征值 ±1,N是幂零的,是k次齐次多项式,则在O附近存在唯一的不变向量场Y使得φ~Y(1,·),这里 φ~Y(t,·)表示~Y的形式流.对所有)仅依赖于j k(~H),其中j k是截断形式映射或者形式向量场在O处的k次项系数.
定理1.2在(0,0)的充分小邻域内,映射R◦满足

其中,w=(u,v),R=diag(1,-1),φ(t,w)满足初值φ(0,w)=w,并且是由如下平面微分方程生成的流

证明利用ϑ:x=u+v,y=u-v变换可将映射(2)对角化为T^,故有

由Takens定理,映射在E0附近可以嵌入连续流.考虑如下微分方程

其中Xk(u,v)∈Hk,

a ij、bij是……