Теорема Реллиха

Перейти к навигации Перейти к поиску

В математическом анализе и дифференциальном исчислении теорема Реллиха — теорема о целых решениях дифференциального уравнения, доказанная в 1940 году Францем Реллихом.

Формулировка

Пусть в дифференциальном уравнении

{\dot {x}}=f(x,t)

правая часть является всюду сходящимся степенным рядом по $x,t$ (целой функцией). Если имеется два решения $x=u(t)$ и $x=v(t)$ , которые являются целыми функциями $t$ , то любое другое целое решение $x=w(t)$ имеет вид

w(t)=u(t)+(v(t)-u(t))c

при надлежащим образом выбранной константе $c$ . Если $f(x,t)$ не является линейной функцией $x$ , то имеется не более чем счётное число констант $c_{n}$ , при которых выражение

u(t)+(v(t)-u(t))c_{n}

является решением и множество $c_{n}$ не может иметь конечной предельной точки.

Последнее утверждение допускает обращение: всегда существует нелинейное дифференциальное уравнение с целой правой частью, имеющее бесконечную серию целых решений $u(t)+(v(t)-u(t))c_{n}$ при любых заданных $u(t),v(t)$ , не равных друг другу ни при каком значении $t$ , и любом наборе чисел $c_{n}$ (имеющих предельную точку разве лишь на бесконечности).

Следствия

Следствием теоремы Реллиха является то, что общее решение $x=x(t,C)$ нелинейного уравнения ${\dot {x}}=f(x,t)$ с целой правой частью не может быть целой функцией от t, в то время как всякое линейное дифференциальное уравнение с целыми коэффициентами всегда имеет целое общее решение.

Ссылки

Rellich, Fr. Ueber die ganzen Loesungen einer gewoehnlichen Differentialgleichung erster Ordnung (нем.) // Math. Ann.. — 1940. — Т. 117. — С. 587—589.
Виттих Г. Глава V. Приложения к обыкновенным дифференциальным уравнениям // Новейшие исследования по однозначным аналитическим функциям. — М.: Физматлит, 1960. — С. 114.

Похожие исследовательские статьи

<span class="mw-page-title-main">Дифференциальное уравнение</span> уравнение, в котором есть производные от неизвестной функции

Дифференциа́льное уравне́ние — уравнение, которое помимо функции содержит её производные. Порядок входящих в уравнение производных может быть различен. Производные, функции, независимые переменные и параметры могут входить в уравнение в различных комбинациях или отсутствовать вовсе, кроме хотя бы одной производной. Не любое уравнение, содержащее производные неизвестной функции, является дифференциальным. Например, $\text{[math]}$ не является дифференциальным уравнением.

<span class="mw-page-title-main">Уравнение диффузии</span> дифференциальное уравнение в частных производных, описывающее процесс распространения (диффузии) некоторой величины

Уравнение диффузии представляет собой частный вид дифференциального уравнения в частных производных. Бывает нестационарным и стационарным.

Уравне́ние — равенство вида

\text{[math]}

Уравне́ние Шрёдингера — линейное дифференциальное уравнение в частных производных, описывающее изменение в пространстве и во времени чистого состояния, задаваемого волновой функцией, в гамильтоновых квантовых системах.

Разностная схема — это конечная система алгебраических уравнений, поставленная в соответствие какой-либо дифференциальной задаче, содержащей дифференциальное уравнение и дополнительные условия. Таким образом, разностные схемы применяются для сведения дифференциальной задачи, имеющей континуальный характер, к конечной системе уравнений, численное решение которых принципиально возможно на вычислительных машинах. Алгебраические уравнения, поставленные в соответствие дифференциальному уравнению, получаются применением разностного метода, что отличает теорию разностных схем от других численных методов решения дифференциальных задач.

Динамическая система — множество элементов, для которого задана функциональная зависимость между временем и положением в фазовом пространстве каждого элемента системы. Данная математическая абстракция позволяет изучать и описывать эволюцию систем во времени.

Краевая задача — задача о нахождении решения заданного дифференциального уравнения, удовлетворяющего краевым (граничным) условиям в концах интервала или на границе области. Краевые задачи для гиперболических и параболических уравнений часто называют начально-краевыми или смешанными, потому что в них задаются не только граничные, но и начальные условия.

Ко́мпле́ксный ана́лиз, тео́рия фу́нкций ко́мпле́ксного переме́нного — раздел математического анализа, в котором рассматриваются и изучаются функции комплексного аргумента.

Фу́нкция Гри́на — функция, используемая для решения линейных неоднородных дифференциальных уравнений с граничными условиями . Названа в честь английского математика Джорджа Грина, который первым развил соответствующую теорию в 1830-е годы.

Обыкновенное дифференциальное уравне́ние (ОДУ) — дифференциальное уравнение для функции от одной переменной Таким образом, ОДУ — уравнения вида

\text{[math]}

Дифференциа́льное уравне́ние в ча́стных произво́дных — дифференциальное уравнение, содержащее неизвестные функции нескольких переменных и их частные производные.

Дифференциа́льный опера́тор — оператор, определённый некоторым дифференциальным выражением и действующий в пространствах функций на дифференцируемых многообразиях или в пространствах, сопряжённых к пространствам этого типа.

Нелинейная динамика — междисциплинарная наука, в которой изучаются свойства нелинейных динамических систем. Нелинейная динамика использует для описания систем нелинейные модели, обычно описываемые дифференциальными уравнениями и дискретными отображениями. Нелинейная динамика включает в себя теорию устойчивости, теорию динамического хаоса, эргодическую теорию, теорию интегрируемых систем.

Дифференциальная теория Галуа — раздел математики, который изучает группы Галуа дифференциальных уравнений.

Центра́льное многообра́зие особой точки автономного обыкновенного дифференциального уравнения — инвариантное многообразие в фазовом пространстве, проходящее через особую точку и касающееся инвариантного центрального подпространства линеаризации дифференциального уравнения. Важный объект изучения теории дифференциальных уравнений и динамических систем. В некотором смысле, вся нетривиальная динамика системы в окрестности особой точки сосредоточена на центральном многообразии.

Пространство Соболева — функциональное пространство, состоящее из функций из пространства Лебега $\text{[math]}$ , имеющих обобщённые производные заданного порядка $\text{[math]}$ оттуда же.

В теории устойчивости решений дифференциальных уравнений функция Ляпунова — скалярная функция, используемая для исследования устойчивости решений обыкновенного дифференциального уравнения или системы обыкновенных дифференциальных уравнений с помощью второго (прямого) метода Ляпунова.

Метод разделения переменных — метод решения дифференциальных уравнений, основанный на алгебраическом преобразовании исходного уравнения к равенству двух выражений, зависящих от разных переменных величин, причем одни из них являются функциями других.

Все способы исследования устойчивости, развитые А. М. Ляпуновым в работе, разделены им на два метода.

Эволюцио́нный проце́сс ― процесс, обладающий свойством детерминированности, конечномерности и дифференцируемости.

Эта страница основана на статье Википедии.
Текст доступен на условиях лицензии CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и звуки доступны по их собственным лицензиям.