लायपुनोव आयाम: Difference between revisions

From Vigyanwiki
(Created page with "गतिशील प्रणालियों के गणित में, लायपुनोव आयाम की अवधारणा कापलान-यॉ...")
 
No edit summary
 
(7 intermediate revisions by 3 users not shown)
Line 1: Line 1:
गतिशील प्रणालियों के गणित में, लायपुनोव आयाम की अवधारणा कापलान-यॉर्क अनुमान द्वारा सुझाई गई थी<ref name=KaplanY-1979>{{cite book
गतिशील प्रणालियों के गणित में लायपुनोव आयाम की अवधारणा कापलान-यॉर्क अनुमान द्वारा सुझाई गई थी<ref name=KaplanY-1979>{{cite book
  | author = Kaplan J., Yorke J.  
  | author = Kaplan J., Yorke J.  
  | year = 1979
  | year = 1979
Line 6: Line 6:
  | publisher = Springer
  | publisher = Springer
  | pages = 204–227
  | pages = 204–227
}}</ref> आकर्षित करने वालों के [[हॉसडॉर्फ आयाम]] का अनुमान लगाने के लिए।
}}</ref> आकर्षित करने वालों के [[हॉसडॉर्फ आयाम]] का अनुमान लगाने के लिए इसके अतिरिक्त इस अवधारणा को विकसित किया गया है और कई पत्रों में वास्तवता से उचित ठहराया गया है और आजकल लाइपुनोव आयाम की परिभाषा के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों का उपयोग किया जाता है। टिप्पणी करें कि गैर-पूर्णांक हौसडॉर्फ आयाम वाले आकर्षणकर्ताओं को आकर्षणकर्ता या विचित्र आकर्षणक कहा जाता है।<ref name=RuelleT-1971>{{cite journal
इसके अलावा इस अवधारणा को विकसित किया गया है और कई पत्रों में कड़ाई से उचित ठहराया गया है, और आजकल लाइपुनोव आयाम की परिभाषा के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों का उपयोग किया जाता है। टिप्पणी करें कि गैर-पूर्णांक हौसडॉर्फ आयाम वाले आकर्षणकर्ताओं को आकर्षणकर्ता#अजीब आकर्षणक कहा जाता है।<ref name=RuelleT-1971>{{cite journal
  |author1=Ruelle D. |author2=Takens F. |year = 1971
  |author1=Ruelle D. |author2=Takens F. |year = 1971
  | title = On the nature of turbulence
  | title = On the nature of turbulence
Line 15: Line 14:
  | pages = 167–192
  | pages = 167–192
  | doi=10.1007/bf01646553
  | doi=10.1007/bf01646553
|bibcode=1971CMaPh..20..167R }}</ref> चूंकि आकर्षित करने वालों के हॉसडॉर्फ आयाम का प्रत्यक्ष [[संख्यात्मक विश्लेषण]] अक्सर उच्च संख्यात्मक जटिलता की समस्या है, लायपुनोव आयाम के माध्यम से अनुमान व्यापक रूप से फैल गए।
|bibcode=1971CMaPh..20..167R }}</ref> चूंकि आकर्षित करने वालों के हॉसडॉर्फ आयाम का प्रत्यक्ष [[संख्यात्मक विश्लेषण]] अधिकांशतः उच्च संख्यात्मक जटिलता की समस्या है लायपुनोव आयाम के माध्यम से अनुमान व्यापक रूप से फैल गए। [[ अलेक्जेंडर लायपुनोव |लायपुनोव]] आयाम का नाम रूसी गणितज्ञ [[ अलेक्जेंडर लायपुनोव |अलेक्जेंडर लायपुनोव]] के नाम पर रखा गया था क्योंकि [[ अलेक्जेंडर लायपुनोव |लायपुनोव]] के प्रतिपादकों के साथ घनिष्ठ संबंध था।<ref name=FredericksonKYY-1983>{{cite journal
लायपुनोव आयाम का नाम दिया गया था<ref name=FredericksonKYY-1983>{{cite journal
  | last1=Frederickson | first1=F.  
  | last1=Frederickson | first1=F.  
  | last2=Kaplan | first2=J.  
  | last2=Kaplan | first2=J.  
Line 26: Line 24:
  | year=1983 | doi=10.1016/0022-0396(83)90011-6
  | year=1983 | doi=10.1016/0022-0396(83)90011-6
  | bibcode=1983JDE....49..185F  
  | bibcode=1983JDE....49..185F  
  | doi-access=free}}</ref> [[लायपुनोव के प्रतिपादक]] साथ घनिष्ठ संबंध के कारण रूसी गणितज्ञ [[ अलेक्जेंडर लायपुनोव ]] के बाद।
  | doi-access=free}}</ref>


== परिभाषाएँ ==
== परिभाषाएँ ==
एक [[गतिशील प्रणाली]] पर विचार करें
एक गतिशील प्रणाली पर विचार करें <math> \big(\{\varphi^t\}_{t\geq0}, (U\subseteq \mathbb{R}^n, \|\cdot\|)\big) </math>, जहां <math>\varphi^t</math> समाधानों के साथ शिफ्ट ऑपरेटर है: <math> \varphi^t(u_0) = u(t,u_0)</math>, ओडीई <math>\dot{u} = f({u})</math>,<math> t \leq 0</math>, या अंतर समीकरण <math>{u}(t+1) = f({u}(t))</math>, <math> t=0,1,...</math>, लगातार अलग-अलग वेक्टर के साथ- कार्य <math>f</math> फिर <math>D\varphi^t(u)</math> रैखिककृत प्रणाली के समाधान का [[मौलिक मैट्रिक्स (रैखिक अंतर समीकरण)|मौलिक मैट्रिक्स (रैखिक अंतर समीकरण]]) है और <math>\sigma_i(t,u) = \sigma_i(D\varphi^t(u)), \ i = 1...n</math> द्वारा निरूपित करता है, उनकी बीजगणितीय बहुलता के संबंध में एकवचन मान, किसी भी <math>u</math> और <math>t</math> के लिए घटते क्रम में है
  <math> \big(\{\varphi^t\}_{t\geq0}, (U\subseteq \mathbb{R}^n, \|\cdot\|)\big) </math>, कहाँ <math>\varphi^t</math> समाधान के साथ शिफ्ट ऑपरेटर है:
<math> \varphi^t(u_0) = u(t,u_0)</math>,
[[साधारण अंतर समीकरण]] का <math>\dot{u} = f({u})</math>, <math> t \leq 0</math>,
या अंतर समीकरण <math>{u}(t+1) = f({u}(t))</math>, <math> t=0,1,...</math>,
लगातार अलग-अलग वेक्टर-फ़ंक्शन के साथ <math>f</math>.
तब <math>D\varphi^t(u)</math> रेखीयकृत प्रणाली का [[मौलिक मैट्रिक्स (रैखिक अंतर समीकरण)]] है
और द्वारा निरूपित करें <math>\sigma_i(t,u) = \sigma_i(D\varphi^t(u)), \ i = 1...n</math>,
उनके आइगेनवैल्यू और ईजेनवेक्टर#बीजगणितीय बहुलता के संबंध में एकवचन मूल्य,
किसी के लिए घटाकर आदेश दिया <math>u</math> और <math>t</math>.


=== परिमित-समय लायपुनोव आयाम के माध्यम से परिभाषा ===
=== परिमित-समय लायपुनोव आयाम के माध्यम से परिभाषा ===
निकोले_वी._कुज़नेत्सोव|एन. द्वारा कार्यों में विकसित परिमित-समय लायपुनोव आयाम की अवधारणा और ल्यापुनोव आयाम की संबंधित परिभाषा। कुज़नेत्सोव,<ref name=Kuznetsov-2016-PLA>{{Cite journal |first=N.V. |last=Kuznetsov |title=लायपुनोव आयाम और लियोनोव पद्धति के माध्यम से इसका अनुमान|journal=Physics Letters A |volume=380 |year=2016 |issue=25–26 |pages=2142–2149 |doi= 10.1016/j.physleta.2016.04.036|bibcode =2016PhLA..380.2142K |arxiv=1602.05410|s2cid=118467839 }}</ref><ref name=KuznetsovLMPS-2018>{{Cite journal
एन कुज़नेत्सोव द्वारा काम में विकसित परिमित-समय ल्यापुनोव आयाम और ल्यापुनोव आयाम की संबंधित परिभाषा,<ref name="Kuznetsov-2016-PLA">{{Cite journal |first=N.V. |last=Kuznetsov |title=लायपुनोव आयाम और लियोनोव पद्धति के माध्यम से इसका अनुमान|journal=Physics Letters A |volume=380 |year=2016 |issue=25–26 |pages=2142–2149 |doi= 10.1016/j.physleta.2016.04.036|bibcode =2016PhLA..380.2142K |arxiv=1602.05410|s2cid=118467839 }}</ref><ref name="KuznetsovLMPS-2018">{{Cite journal
|first1=N.V. |last1=Kuznetsov
|first1=N.V. |last1=Kuznetsov
|first2=G.A. |last2=Leonov
|first2=G.A. |last2=Leonov
Line 50: Line 39:
|journal=Nonlinear Dynamics
|journal=Nonlinear Dynamics
|volume=92 | issue=2 |year=2018 |pages=267–285 |doi=10.1007/s11071-018-4054-z|arxiv=1504.04723|s2cid=254888463
|volume=92 | issue=2 |year=2018 |pages=267–285 |doi=10.1007/s11071-018-4054-z|arxiv=1504.04723|s2cid=254888463
}}</ref> संख्यात्मक प्रयोगों के लिए सुविधाजनक है जहां केवल परिमित समय देखा जा सकता है।
}}</ref> संख्यात्मक प्रयोगों के लिए सुविधाजनक है जहां केवल परिमित समय देखा जा सकता है। परिमित समय ल्यपुनोव एक्सपोनेंट्स के लिए कपलान-यॉर्क सूत्र के एक एनालॉग पर विचार करें:
कापलान-यॉर्क अनुमान के एक एनालॉग पर विचार करें। कापलान-यॉर्क सूत्र परिमित-समय ल्यपुनोव प्रतिपादकों के लिए:
:<math>
:<math>
   d_{\rm KY}(\{ {\rm LE}_i(t,u)\}_{i=1}^n)=j(t,u) +  
   d_{\rm KY}(\{ {\rm LE}_i(t,u)\}_{i=1}^n)=j(t,u) +  
Line 59: Line 47:
j(t,u) = \max\{m: \sum_{i=1}^m {\rm LE}_i(t,u) \geq 0\},
j(t,u) = \max\{m: \sum_{i=1}^m {\rm LE}_i(t,u) \geq 0\},
</math>
</math>
परिमित समय Lyapunov घातांक के आदेशित सेट के संबंध में
परिमित समय लायपुनोव घातांक के आदेशित सेट के संबंध में <math>\{{\rm LE}_i(t,u)\}_{i=1}^n = \{\frac{1}{t}\ln\sigma_i(t,u)\}_{i=1}^n</math> बिंदु <math>u</math> पर [[अपरिवर्तनीय कई गुना|अपरिवर्तनीय]] सेट <math>K</math> के संबंध में डायनेमिक प्रणाली के परिमित-समय लायपुनोव आयाम को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है
<math>\{{\rm LE}_i(t,u)\}_{i=1}^n = \{\frac{1}{t}\ln\sigma_i(t,u)\}_{i=1}^n</math> बिंदु पर <math>u</math>.
सम्मान के साथ डायनेमिक सिस्टम का परिमित-समय लायपुनोव आयाम
[[अपरिवर्तनीय कई गुना]] <math>K</math>
निम्नानुसार परिभाषित किया गया है
:<math>
:<math>
   \dim_{\rm L}(t, K) = \sup\limits_{u \in K}
   \dim_{\rm L}(t, K) = \sup\limits_{u \in K}
   d_{\rm KY}(\{{\rm LE}_i(t,u)\}_{i=1}^n).
   d_{\rm KY}(\{{\rm LE}_i(t,u)\}_{i=1}^n).
</math>
</math>
इस दृष्टिकोण में कापलान-यॉर्क सूत्र के अनुरूप का उपयोग
 
डौडी-ओस्टरले प्रमेय द्वारा कड़ाई से उचित है,<ref name=DouadyO-1980>{{Cite journal
 
इस दृष्टिकोण में कापलान-यॉर्क फॉर्मूला के एनालॉग का उपयोग डौडी-ओस्टरले प्रमेय द्वारा दृढ़ता से उचित है, <ref name="DouadyO-1980">{{Cite journal
|first1=A. |last1=Douady
|first1=A. |last1=Douady
|first2=J. |last2=Oesterle
|first2=J. |last2=Oesterle
|title=Dimension de Hausdorff des attracteurs
|title=Dimension de Hausdorff des attracteurs
|journal=Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série A
|journal=Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série A
|volume=290 | issue=24 |year=1980 |pages=1135–1138}}</ref> जो साबित करता है कि किसी भी निश्चित के लिए <math>t > 0</math>
|volume=290 | issue=24 |year=1980 |pages=1135–1138}}</ref> जो सिद्ध करता है कि किसी भी निश्चित <math>t > 0</math> के लिए एक बंद परिबद्ध अपरिवर्तनीय सेट <math>K</math> के लिए परिमित-समय लायपुनोव आयाम एक है हॉसडॉर्फ आयाम का ऊपरी अनुमान:
एक बंद परिबद्ध अपरिवर्तनीय सेट के लिए परिमित-समय लापुनोव आयाम <math>K</math>
हौसडॉर्फ आयाम का ऊपरी अनुमान है:
:<math>
:<math>
   \dim_{\rm H} K \leq \dim_{\rm L}(t, K).
   \dim_{\rm H} K \leq \dim_{\rm L}(t, K).
</math>
</math>
इस तरह के सर्वश्रेष्ठ अनुमान की तलाश है
इस तरह के सर्वश्रेष्ठ अनुमान की खोज है
  <math>
  <math>
\inf_{t>0} \dim_{\rm L} (t, K)
  \inf_{t>0} \dim_{\rm L} (t, K)
  = \liminf_{t \to +\infty}\sup\limits_{u \in K} \dim_{\rm L}(t,u)
    = \liminf_{t \to +\infty}\sup\limits_{u \in K} \dim_{\rm L}(t,u)
</math>Lyapunov आयाम को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:<ref name=Kuznetsov-2016-PLA/><ref name=KuznetsovLMPS-2018/>:<math>
  </math>लायपुनोव आयाम को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:<ref name="Kuznetsov-2016-PLA" /><ref name="KuznetsovLMPS-2018" />:<math>
  \dim_{\rm L} K = \liminf_{t \to +\infty}\sup\limits_{u \in K} \dim_{\rm L}(t,u).
    \dim_{\rm L} K = \liminf_{t \to +\infty}\sup\limits_{u \in K} \dim_{\rm L}(t,u).
</math>
  </math>
समय सीमा के क्रम और सेट पर सर्वोच्चता को बदलने की संभावनाओं पर चर्चा की जाती है, उदाहरण के लिए, में।<ref name=ConstantinFT-1985>{{Cite journal
समय सीमा के क्रम को बदलने की संभावनाओं और सर्वोच्च सेट पर चर्चा की जाती है उदाहरण में।<ref name="ConstantinFT-1985">{{Cite journal
|first1=P.  |last1=Constantin
|first1=P.  |last1=Constantin
|first2=C.  |last2=Foias
|first2=C.  |last2=Foias
Line 94: Line 77:
|journal=Memoirs of the American Mathematical Society
|journal=Memoirs of the American Mathematical Society
|volume=53 | issue=314 |year=1985 |pages=1–67|doi=10.1090/memo/0314
|volume=53 | issue=314 |year=1985 |pages=1–67|doi=10.1090/memo/0314
}}</ref><ref name=EdenFT-1991>{{Cite journal
}}</ref><ref name="EdenFT-1991">{{Cite journal
|first1=A. |last1=Eden
|first1=A. |last1=Eden
|first2=C. |last2=Foias
|first2=C. |last2=Foias
Line 103: Line 86:
|s2cid=119490212
|s2cid=119490212
}}</ref>
}}</ref>
ध्यान दें कि ऊपर परिभाषित लायपुनोव आयाम लिप्सचिट्ज़ [[डिफियोमॉर्फिज्म]] के तहत अपरिवर्तनीय है।<ref name=Kuznetsov-2016-PLA/><ref name=KuznetsovAL-2016>{{Cite journal
 
ध्यान दें कि ऊपर परिभाषित लायपुनोव आयाम लिप्सचिट्ज़ [[डिफियोमॉर्फिज्म]] के तहत अपरिवर्तनीय है।<ref name="Kuznetsov-2016-PLA" /><ref name="KuznetsovAL-2016">{{Cite journal
|first1=N. |last1=Kuznetsov
|first1=N. |last1=Kuznetsov
|first2=T. |last2=Alexeeva
|first2=T. |last2=Alexeeva
Line 111: Line 95:
|volume=85 | issue=1 |year=2016 |pages=195–201 |doi=10.1007/s11071-016-2678-4|arxiv=1410.2016 |s2cid=254894000
|volume=85 | issue=1 |year=2016 |pages=195–201 |doi=10.1007/s11071-016-2678-4|arxiv=1410.2016 |s2cid=254894000
}}</ref>
}}</ref>
 
==== स्पष्ट लायपुनोव आयाम ====
 
माना कि जैकोबियन आव्यूह <math>Df(u_\text{eq})</math> में से किसी एक संतुलन में सरल वास्तविक आइगेनवैल्यू हैं: <math>\{\lambda_i(u_\text{eq})\}_{i=1}^n, \lambda_{i}(u_\text{eq}) \geq \lambda_{i+1}(u_\text{eq})</math>, तब
==== सटीक लायपुनोव आयाम ====
जैकोबियन मैट्रिक्स दें <math>Df(u_\text{eq})</math> संतुलन में से एक में सरल वास्तविक eigenvalues ​​​​होते हैं:
<math>\{\lambda_i(u_\text{eq})\}_{i=1}^n, \lambda_{i}(u_\text{eq}) \geq \lambda_{i+1}(u_\text{eq})</math>,
तब
:<math>
:<math>
   \dim_{\rm L}u_\text{eq} = d_{\rm KY}(\{\lambda_i(u_\text{eq})\}_{i=1}^n).
   \dim_{\rm L}u_\text{eq} = d_{\rm KY}(\{\lambda_i(u_\text{eq})\}_{i=1}^n).
</math>
</math>
यदि वैश्विक आकर्षणकर्ता पर स्थानीय ल्यपुनोव आयामों का सर्वोच्च, जिसमें सभी संतुलन शामिल हैं, एक संतुलन बिंदु पर प्राप्त किया जाता है, तो यह वैश्विक आकर्षणकर्ता के सटीक ल्यापुनोव आयाम का विश्लेषणात्मक सूत्र प्राप्त करने की अनुमति देता है (इसी ईडन के अनुमान को देखें)।
यदि वैश्विक आकर्षणकर्ता पर स्थानीय ल्यपुनोव आयामों का सर्वोच्च, जिसमें सभी संतुलन सम्मिलित हैं, एक संतुलन बिंदु पर प्राप्त किया जाता है, तो यह वैश्विक आकर्षणकर्ता के स्पष्ट ल्यापुनोव आयाम का विश्लेषणात्मक सूत्र प्राप्त करने की अनुमति देता है (इसी ईडन के अनुमान को देखें)।


=== [[सांख्यिकीय भौतिकी]] दृष्टिकोण और [[ergodicity]] === के माध्यम से परिभाषा
== [[सांख्यिकीय भौतिकी]] दृष्टिकोण और [[ergodicity|एर्गोडिसिटी]] के माध्यम से परिभाषा ==
सांख्यिकीय भौतिकी दृष्टिकोण का पालन करना और क्षरण को मानना
सांख्यिकीय भौतिकी के दृष्टिकोण के बाद और एर्गोडिसिटी को मानते हुए आकर्षित करने वाले के ल्यापुनोव आयाम का अनुमान स्थानीय लायपुनोव आयाम के सीमा मान से लगाया जाता है <math>\lim_{t\to+\infty}\dim_{\rm L} (t, u_0)</math> एक विशिष्ट प्रक्षेपवक्र जो आकर्षित करने वाले का है। इस स्थिति में<math>\{\lim\limits_{t\to+\infty}{\rm LE}_i(t,u_0)\}_{i}^n = \{ {\rm LE}_i(u_0)\}_1^n</math> और <math>\dim_{\rm L}u_0= d_{\rm KY}(\{ {\rm LE}_i(u_0)\}_{i=1}^n)=j(u_0) + \frac{ {\rm LE}_1(u_0) + \cdots + {\rm LE}_{j(u_0)}(u_0)}{| {\rm LE}_{j(u_0)+1}(u_0)|} </math>व्यावहारिक दृष्टिकोण से एर्गोडिक ओसेलेडेक प्रमेय का कठोर उपयोग सत्यापन कि माना गया प्रक्षेपवक्र <math>u(t,u_0)</math> एक विशिष्ट प्रक्षेपवक्र है और संबंधित कापलान-यॉर्क सूत्र का उपयोग एक चुनौतीपूर्ण है कार्य (देखें, उदाहरण के लिए <ref name="ChaosBook">{{cite book
आकर्षित करने वाले के ल्यपुनोव आयाम का अनुमान लगाया गया है<ref name=KaplanY-1979/>द्वारा
स्थानीय लायपुनोव आयाम का सीमा मूल्य <math>\lim_{t\to+\infty}\dim_{\rm L} (t, u_0)</math> एक विशिष्ट प्रक्षेपवक्र का, जो आकर्षित करने वाले का है।
इस मामले में <math>\{\lim\limits_{t\to+\infty}{\rm LE}_i(t,u_0)\}_{i}^n = \{ {\rm LE}_i(u_0)\}_1^n</math> और <math>\dim_{\rm L}u_0= d_{\rm KY}(\{ {\rm LE}_i(u_0)\}_{i=1}^n)=j(u_0) + \frac{ {\rm LE}_1(u_0) + \cdots + {\rm LE}_{j(u_0)}(u_0)}{| {\rm LE}_{j(u_0)+1}(u_0)|} </math>.
व्यावहारिक दृष्टिकोण से, ओसेलेडेक प्रमेय का कठोर उपयोग,
सत्यापन कि माना प्रक्षेपवक्र <math>u(t,u_0)</math> एक सामान्य प्रक्षेपवक्र है,
और इसी कापलान-यॉर्क अनुमान का उपयोग | कापलान-यॉर्क सूत्र एक चुनौतीपूर्ण कार्य है
(देखें, उदाहरण के लिए चर्चाएँ<ref name=ChaosBook>{{cite book
  |author1= P. Cvitanovic |author2=R. Artuso |author3=R. Mainieri
  |author1= P. Cvitanovic |author2=R. Artuso |author3=R. Mainieri
  |author4= G. Tanner |author5= G. Vattay   
  |author4= G. Tanner |author5= G. Vattay   
Line 137: Line 110:
  | publisher = Niels Bohr Institute
  | publisher = Niels Bohr Institute
  | url = http://chaosbook.org/version15/chapters/Lyapunov.pdf#page=6
  | url = http://chaosbook.org/version15/chapters/Lyapunov.pdf#page=6
  }}</ref>).
  }}</ref> में चर्चा) परिमित समय ल्यापुनोव घातांक के स्पष्ट सीमा मान यदि वे उपस्थित हैं और सभी <math>u_0 \in U</math> के लिए समान हैं तो उन्हें निरपेक्ष कहा जाता है <math>\{\lim\limits_{t\to+\infty}{\rm LE}_i(t,u_0)\}_{i}^n = \{ {\rm LE}_i(u_0)\}_1^n \equiv \{ {\rm LE}_i \}_1^n</math> और कापलान-यॉर्क में उपयोग किया गया सूत्र लायपुनोव के प्रतिपादकों और आयाम की गणना के लिए एर्गोडिक सिद्धांत के सख्त उपयोग के उदाहरण इसमें पाए जा सकते हैं।<ref name="Ledrappier-1981">{{cite journal
परिमित समय Lyapunov घातांक के सटीक सीमा मान,
यदि वे मौजूद हैं और सभी के लिए समान हैं <math>u_0 \in U</math>,
निरपेक्ष कहलाते हैं<ref name=FredericksonKYY-1983/> <math>\{\lim\limits_{t\to+\infty}{\rm LE}_i(t,u_0)\}_{i}^n = \{ {\rm LE}_i(u_0)\}_1^n \equiv \{ {\rm LE}_i \}_1^n</math> और कापलान-यॉर्क अनुमान में प्रयोग किया जाता है। कापलान-यॉर्क सूत्र।
Lyapunov घातांक और आयाम की गणना के लिए एर्गोडिक सिद्धांत के कठोर उपयोग के उदाहरण में पाया जा सकता है।<ref name=Ledrappier-1981>{{cite journal
  | last1=Ledrappier | first1=F.  
  | last1=Ledrappier | first1=F.  
  | title=Some relations between dimension and Lyapounov exponents
  | title=Some relations between dimension and Lyapounov exponents
Line 151: Line 120:
  | s2cid=122105442  
  | s2cid=122105442  
  | url=http://projecteuclid.org/euclid.cmp/1103920241  
  | url=http://projecteuclid.org/euclid.cmp/1103920241  
  }}</ref><ref name=BenedicksY-1993>{{cite journal
  }}</ref><ref name="BenedicksY-1993">{{cite journal
  | last1=Benedicks | first1=M.  
  | last1=Benedicks | first1=M.  
  | last2=Young | first2=L.-S.  
  | last2=Young | first2=L.-S.  
Line 159: Line 128:
  | year=1993 | doi=10.1007/bf01232446
  | year=1993 | doi=10.1007/bf01232446
  | bibcode=1993InMat.112..541B  
  | bibcode=1993InMat.112..541B  
  }}</ref><ref name=2021-KuznetsovR>{{cite book | first1= Nikolay | last1=Kuznetsov |  
  }}</ref><ref name="2021-KuznetsovR">{{cite book | first1= Nikolay | last1=Kuznetsov |  
first2=Volker | last2=Reitmann | year = 2021| title = Attractor Dimension Estimates for Dynamical Systems: Theory and Computation|  
first2=Volker | last2=Reitmann | year = 2021| title = Attractor Dimension Estimates for Dynamical Systems: Theory and Computation|  
publisher = Springer| location = Cham|url=https://www.springer.com/gp/book/9783030509866}}</ref>
publisher = Springer| location = Cham|url=https://www.springer.com/gp/book/9783030509866}}</ref>
 
==संदर्भ                                                                                                 ==
 
==संदर्भ==
{{Reflist}}
{{Reflist}}
[[Category: गतिशील प्रणाली]]


[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:Created On 19/05/2023]]
[[Category:Created On 19/05/2023]]
[[Category:Machine Translated Page]]
[[Category:Pages with script errors]]
[[Category:Templates Vigyan Ready]]
[[Category:गतिशील प्रणाली]]

Latest revision as of 09:44, 26 May 2023

गतिशील प्रणालियों के गणित में लायपुनोव आयाम की अवधारणा कापलान-यॉर्क अनुमान द्वारा सुझाई गई थी[1] आकर्षित करने वालों के हॉसडॉर्फ आयाम का अनुमान लगाने के लिए इसके अतिरिक्त इस अवधारणा को विकसित किया गया है और कई पत्रों में वास्तवता से उचित ठहराया गया है और आजकल लाइपुनोव आयाम की परिभाषा के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों का उपयोग किया जाता है। टिप्पणी करें कि गैर-पूर्णांक हौसडॉर्फ आयाम वाले आकर्षणकर्ताओं को आकर्षणकर्ता या विचित्र आकर्षणक कहा जाता है।[2] चूंकि आकर्षित करने वालों के हॉसडॉर्फ आयाम का प्रत्यक्ष संख्यात्मक विश्लेषण अधिकांशतः उच्च संख्यात्मक जटिलता की समस्या है लायपुनोव आयाम के माध्यम से अनुमान व्यापक रूप से फैल गए। लायपुनोव आयाम का नाम रूसी गणितज्ञ अलेक्जेंडर लायपुनोव के नाम पर रखा गया था क्योंकि लायपुनोव के प्रतिपादकों के साथ घनिष्ठ संबंध था।[3]

परिभाषाएँ

एक गतिशील प्रणाली पर विचार करें , जहां समाधानों के साथ शिफ्ट ऑपरेटर है: , ओडीई ,, या अंतर समीकरण , , लगातार अलग-अलग वेक्टर के साथ- कार्य फिर रैखिककृत प्रणाली के समाधान का मौलिक मैट्रिक्स (रैखिक अंतर समीकरण) है और द्वारा निरूपित करता है, उनकी बीजगणितीय बहुलता के संबंध में एकवचन मान, किसी भी और के लिए घटते क्रम में है

परिमित-समय लायपुनोव आयाम के माध्यम से परिभाषा

एन कुज़नेत्सोव द्वारा काम में विकसित परिमित-समय ल्यापुनोव आयाम और ल्यापुनोव आयाम की संबंधित परिभाषा,[4][5] संख्यात्मक प्रयोगों के लिए सुविधाजनक है जहां केवल परिमित समय देखा जा सकता है। परिमित समय ल्यपुनोव एक्सपोनेंट्स के लिए कपलान-यॉर्क सूत्र के एक एनालॉग पर विचार करें:

परिमित समय लायपुनोव घातांक के आदेशित सेट के संबंध में बिंदु पर अपरिवर्तनीय सेट के संबंध में डायनेमिक प्रणाली के परिमित-समय लायपुनोव आयाम को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है


इस दृष्टिकोण में कापलान-यॉर्क फॉर्मूला के एनालॉग का उपयोग डौडी-ओस्टरले प्रमेय द्वारा दृढ़ता से उचित है, [6] जो सिद्ध करता है कि किसी भी निश्चित के लिए एक बंद परिबद्ध अपरिवर्तनीय सेट के लिए परिमित-समय लायपुनोव आयाम एक है हॉसडॉर्फ आयाम का ऊपरी अनुमान:

इस तरह के सर्वश्रेष्ठ अनुमान की खोज है

लायपुनोव आयाम को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:[4][5]:

समय सीमा के क्रम को बदलने की संभावनाओं और सर्वोच्च सेट पर चर्चा की जाती है उदाहरण में।[7][8]

ध्यान दें कि ऊपर परिभाषित लायपुनोव आयाम लिप्सचिट्ज़ डिफियोमॉर्फिज्म के तहत अपरिवर्तनीय है।[4][9]

स्पष्ट लायपुनोव आयाम

माना कि जैकोबियन आव्यूह में से किसी एक संतुलन में सरल वास्तविक आइगेनवैल्यू हैं: , तब

यदि वैश्विक आकर्षणकर्ता पर स्थानीय ल्यपुनोव आयामों का सर्वोच्च, जिसमें सभी संतुलन सम्मिलित हैं, एक संतुलन बिंदु पर प्राप्त किया जाता है, तो यह वैश्विक आकर्षणकर्ता के स्पष्ट ल्यापुनोव आयाम का विश्लेषणात्मक सूत्र प्राप्त करने की अनुमति देता है (इसी ईडन के अनुमान को देखें)।

सांख्यिकीय भौतिकी दृष्टिकोण और एर्गोडिसिटी के माध्यम से परिभाषा

सांख्यिकीय भौतिकी के दृष्टिकोण के बाद और एर्गोडिसिटी को मानते हुए आकर्षित करने वाले के ल्यापुनोव आयाम का अनुमान स्थानीय लायपुनोव आयाम के सीमा मान से लगाया जाता है एक विशिष्ट प्रक्षेपवक्र जो आकर्षित करने वाले का है। इस स्थिति में और व्यावहारिक दृष्टिकोण से एर्गोडिक ओसेलेडेक प्रमेय का कठोर उपयोग सत्यापन कि माना गया प्रक्षेपवक्र एक विशिष्ट प्रक्षेपवक्र है और संबंधित कापलान-यॉर्क सूत्र का उपयोग एक चुनौतीपूर्ण है कार्य (देखें, उदाहरण के लिए [10] में चर्चा) परिमित समय ल्यापुनोव घातांक के स्पष्ट सीमा मान यदि वे उपस्थित हैं और सभी के लिए समान हैं तो उन्हें निरपेक्ष कहा जाता है और कापलान-यॉर्क में उपयोग किया गया सूत्र लायपुनोव के प्रतिपादकों और आयाम की गणना के लिए एर्गोडिक सिद्धांत के सख्त उपयोग के उदाहरण इसमें पाए जा सकते हैं।[11][12][13]

संदर्भ

  1. Kaplan J., Yorke J. (1979). "Functional Differential Equations and Approximations of Fixed Points". Chaotic behavior of multidimensional difference equations. Springer. pp. 204–227.
  2. Ruelle D.; Takens F. (1971). "On the nature of turbulence". Communications in Mathematical Physics. 20 (3): 167–192. Bibcode:1971CMaPh..20..167R. doi:10.1007/bf01646553.
  3. Frederickson, F.; Kaplan, J.; Yorke, E.; Yorke, J. (1983). "The Liapunov dimension of strange attractors". Journal of Differential Equations. 49 (2): 185–207. Bibcode:1983JDE....49..185F. doi:10.1016/0022-0396(83)90011-6.
  4. 4.0 4.1 4.2 Kuznetsov, N.V. (2016). "लायपुनोव आयाम और लियोनोव पद्धति के माध्यम से इसका अनुमान". Physics Letters A. 380 (25–26): 2142–2149. arXiv:1602.05410. Bibcode:2016PhLA..380.2142K. doi:10.1016/j.physleta.2016.04.036. S2CID 118467839.
  5. 5.0 5.1 Kuznetsov, N.V.; Leonov, G.A.; Mokaev, T.N.; Prasad, A.; Shrimali, M.D. (2018). "Finite-time Lyapunov dimension and hidden attractor of the Rabinovich system". Nonlinear Dynamics. 92 (2): 267–285. arXiv:1504.04723. doi:10.1007/s11071-018-4054-z. S2CID 254888463.
  6. Douady, A.; Oesterle, J. (1980). "Dimension de Hausdorff des attracteurs". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série A. 290 (24): 1135–1138.
  7. Constantin, P.; Foias, C.; Temam, R. (1985). "Attractors representing turbulent flows". Memoirs of the American Mathematical Society. 53 (314): 1–67. doi:10.1090/memo/0314.
  8. Eden, A.; Foias, C.; Temam, R. (1991). "Local and global Lyapunov exponents". Journal of Dynamics and Differential Equations. 3 (1): 133–177. Bibcode:1991JDDE....3..133E. doi:10.1007/bf01049491. S2CID 119490212.
  9. Kuznetsov, N.; Alexeeva, T.; Leonov, G. (2016). "Invariance of Lyapunov exponents and Lyapunov dimension for regular and irregular linearizations". Nonlinear Dynamics. 85 (1): 195–201. arXiv:1410.2016. doi:10.1007/s11071-016-2678-4. S2CID 254894000.
  10. P. Cvitanovic; R. Artuso; R. Mainieri; G. Tanner & G. Vattay (2017). Chaos: Classical and Quantum (PDF). Niels Bohr Institute.
  11. Ledrappier, F. (1981). "Some relations between dimension and Lyapounov exponents". Communications in Mathematical Physics. 81 (2): 229–238. Bibcode:1981CMaPh..81..229L. doi:10.1007/bf01208896. S2CID 122105442.
  12. Benedicks, M.; Young, L.-S. (1993). "Sinai–Bowen–Ruelle measures for certain Henon maps". Inventiones Mathematicae. 112 (1): 541–576. Bibcode:1993InMat.112..541B. doi:10.1007/bf01232446.
  13. Kuznetsov, Nikolay; Reitmann, Volker (2021). Attractor Dimension Estimates for Dynamical Systems: Theory and Computation. Cham: Springer.