Юлий Сергеевич Ильяшенко
Бифуркации векторных полей на плоскости
Ю. С. Ильяшенко планирует провести 2 занятия.
Доступны 2 видеозаписи курса.
Пусть на плоскости (или на прямой) задано векторное поле: в каждой точке нарисован вектор. Этому полю можно сопоставить дифференциальное уравнение: точка $x(t)$ движется «по стрелочкам» — так, что $$ \frac{dx}{dt} = v(x(t)) \quad \text{ при всех $t$}. $$
Типичный вопрос теории динамических систем — описать качественное поведение решений при $t\to+\infty$. Скажем, решения могут стремиться к устойчивому положению равновесия (см. рис. 1), «наматываться» на периодическую траекторию («предельный цикл», см. рис. 2), и так далее.
Рис. 1. |
Рис. 2. |
Рис. 3. |
Следующий вопрос — а что будет, если система зависит от параметра, и мы начинаем этот параметр менять? Как будет изменяться качественное поведение системы?
Достаточно часто при изменении параметра в каком-то интервале качественное поведение не изменяется, пока параметр не достигает некоторого критического («бифуркационного») значения, при котором поведение резко изменяется. Простейший пример такой картины (для динамики на прямой) изображен на рис. 3: у уравнения $$ \frac{dx}{dt}=x^2+\varepsilon $$ при $\varepsilon\lt0$ два положения равновесия, $x_{\pm}=\pm \sqrt{-\varepsilon}$, из которых одно устойчивое, а одно неустойчивое. В момент $\varepsilon=0$ происходит бифуркация: эти положения равновесия сливаются в одно полуустойчивое. Наконец, при сколь угодно малом положительном $\varepsilon$ это положение равновесия исчезает, и точки проходят из минус бесконечности в плюс бесконечность, «нигде не задерживаясь». Этот сценарий называют бифуркацией седлоузла.
Типичные однопараметрические бифуркации векторных полей на прямой и на плоскости полностью изучены. На прямой такая бифуркация всего одна — это описанная выше бифуркация седлоузла. Список типичных бифуркаций в однопараметрических семействах оказался счетным (а не конечным, как ранее ожидалось).
«Картографирование» двупараметрических бифуркаций представляет собой интересную, объемную, и почти еще не тронутую задачу. Однако, удивительным образом, когда параметров становится три — список бифуркаций становится континуальным: у некоторой группы сценариев появляется числовой инвариант.
В курсе мы построим «руками» явный пример («плачущее сердце») такого инварианта, придуманный меньше двух лет назад в совместной работе лектора, Ю. Кудряшова и И. Щурова.
Программа курсов и семинаров МЦНМО-НМУ в весеннем семестре 2024/2025 года
Расписание занятий в этом семестре
Курсы, читавшиеся в НМУ в разные годы (All Courses)
Если не указано иное, то начало занятий 7 февраля 2025.
Все обязательные курсы, почти все спецкурсы и некоторые доклады на спецсеминарах будут записываться на видео. Они будут доступны на общедоступном ресурсе.
К ВИДЕО-записям курсов этого семестра
Обязательные курсы
Первый курс
- Константин Валерьевич Логинов
- Алгебра-2
- читается по понедельникам с 17:30, очно+трансляция.
- Георгий Черных
- Топология-1
- читается по четвергам с 17:30, очно+трансляция.
- Олег Карлович Шейнман
- Математический анализ-2
- читается по пятницам с 17:30, очно+трансляция.
Второй курс
- Тарас Евгеньевич Панов
- Топология-3
- читается по понедельникам с 17:30 (семинары с 19:20), очно+трансляция
- Алексей Викторович Пенской
- Дифференциальная геометрия
- читается по средам с 17:30 (семинары с 19:20), очно+трансляция
- Алексей Игоревич Ильин
- Алгебра-4 (Группы и алгебры Ли)
- читается по четвергам с 17:30, очно+трансляция.
Список спецкурсов и спецсеминаров в весеннем семестре 2024/2025 года
- Михаил Юрьевич Розенблюм
- Алгебраическая теория чисел: введения. Продолжение годового спецкурса
- Денис Николаевич Терешкин
- Аддитивные и абелевы категории. Спецкурс рекомендован для 3-5 курсов.
- Константин Валерьевич Логинов
- Введение в ограниченность многообразий Фано. Спецкурс рекомендован для 3-5 курсов.
- Георгий Игоревич Шарыгин
- Циклические гомологии и их применения. Спецкурс рекомендован для 3-5 курсов.
- Андроник Арамович Арутюнов
- Грубая геометрия. Спецкурс в формате лекция + семинар, рекомендован для 3-5 курсов.
- Андрей Дмитриевич Рябичев
- Введение в поверхности бесконечного типа. Спецкурс рекомендован для 3-5 курсов.
- Георгий Борисович Шабат
- Тэта-функции и решетки. Часть 2. Спецкурс рекомендован для 3-5 курсов.
- Тарас Евгеньевич Панов
- Торическая топология, комбинаторика и теория гомотопий. Спецсеминар
- Георгий Игоревич Шарыгин и др.
- Деформационное квантование и квантовые группы. Спецсеминар
- А.М.Вербовецкий и И.С.Красильщик
- Когомологические аспекты геометрии дифференциальных уравнений,
руководители А.М.Вербовецкий и И.С.Красильщик - Николай Германович Мощевитин
- Диофантовы приближения. Спецсеминар рекомендован для 3-5 курсов
- Владимир Олегович Медведев
- Геометрия общей теории относительности. Спецкурс совместно с матфаком ВШЭ, рекомендован для 3-5 курсов.
- Алексей Викторович Пенской
- Риманова геометрия. Спецкурс совместно с матфаком ВШЭ, рекомендован для 3-5 курсов.
- Александр Борисович Калмынин
- Методы решета. Спецкурс рекомендован для 3-5 курсов.
- Алексей Викторович Пенской
- Спектральная геометрия. Спецсеминар рекомендован для 3-5 курсов.