Une classe de systèmes dynamiques monotones génériquement Morse-Smale

Maxime Percie du Sert[1]

  • [1] Laboratoire de Mathématiques d’Orsay, Orsay Cedex, F-91405, France

Annales de la faculté des sciences de Toulouse Mathématiques (2013)

  • Volume: 22, Issue: 2, page 377-419
  • ISSN: 0240-2963

Abstract

top
In this paper, we extend the results of Fusco and Oliva [8], who have proved the transversality of the intersection of the stable and unstable manifolds of hyperbolic periodic orbits, for the dynamical system generated by the equation x ˙ = f ( x ) , defined on an open set of n , where f ' ( x ) is a cyclic Jacobi matrix. This result is obtained by using the number of sign changes of x ˙ ( t ) , which is a monotone functional along the trajectories. First we extend this automatic transversality result to the intersection of stable and unstable manifolds of two hyperbolic critical elements if there are not two equilibria with same even Morse index. Secondly, we prove that generically with respect to the non-linearity f , the intersection of stable and unstable manifolds of two equilibria with same even Morse index is empty. Then we show that these systems are generically Morse-Smale if in addition the non-linearity is dissipative.

How to cite

top

Percie du Sert, Maxime. "Une classe de systèmes dynamiques monotones génériquement Morse-Smale." Annales de la faculté des sciences de Toulouse Mathématiques 22.2 (2013): 377-419. <http://eudml.org/doc/275373>.

@article{PercieduSert2013,
abstract = {Dans cet article, nous généralisons les résultats de Fusco et Oliva [8], qui ont montré la transversalité de l’intersection des variétés stable et instable associées à des orbites périodiques hyperboliques, pour un système dynamique de la forme $\dot\{x\}=f(x)$ (sur un ouvert de $\{\mathbb\{R\}\}^n$) où $f^\{\prime \}(x)$ est une matrice de Jacobi cyclique. Dans [8], cette propriété est obtenue en utilisant le nombre de changements de signe de $\dot\{x\}(t)$ qui est une fonctionnelle monotone le long des orbites. Tout d’abord, nous étendons ce résultat de transversalité automatique à l’intersection des variétés stable et instable de deux éléments critiques hyperboliques si ceux-ci ne sont pas deux équilibres de même indice de Morse pair. Ensuite, nous montrons que génériquement en la non-linéarité $f$, l’intersection des variétés stable et instable de deux équilibres de même indice de Morse pair est vide. Enfin nous montrons que ces systèmes sont génériquement de type Morse-Smale si, en outre, la non-linéarité est dissipative.},
affiliation = {Laboratoire de Mathématiques d’Orsay, Orsay Cedex, F-91405, France},
author = {Percie du Sert, Maxime},
journal = {Annales de la faculté des sciences de Toulouse Mathématiques},
keywords = {hyperbolic critical elements; Morse-Smale systems; Kupka-Smale systems; cyclic Jacobi matrix},
language = {fre},
month = {6},
number = {2},
pages = {377-419},
publisher = {Université Paul Sabatier, Toulouse},
title = {Une classe de systèmes dynamiques monotones génériquement Morse-Smale},
url = {http://eudml.org/doc/275373},
volume = {22},
year = {2013},
}

TY - JOUR
AU - Percie du Sert, Maxime
TI - Une classe de systèmes dynamiques monotones génériquement Morse-Smale
JO - Annales de la faculté des sciences de Toulouse Mathématiques
DA - 2013/6//
PB - Université Paul Sabatier, Toulouse
VL - 22
IS - 2
SP - 377
EP - 419
AB - Dans cet article, nous généralisons les résultats de Fusco et Oliva [8], qui ont montré la transversalité de l’intersection des variétés stable et instable associées à des orbites périodiques hyperboliques, pour un système dynamique de la forme $\dot{x}=f(x)$ (sur un ouvert de ${\mathbb{R}}^n$) où $f^{\prime }(x)$ est une matrice de Jacobi cyclique. Dans [8], cette propriété est obtenue en utilisant le nombre de changements de signe de $\dot{x}(t)$ qui est une fonctionnelle monotone le long des orbites. Tout d’abord, nous étendons ce résultat de transversalité automatique à l’intersection des variétés stable et instable de deux éléments critiques hyperboliques si ceux-ci ne sont pas deux équilibres de même indice de Morse pair. Ensuite, nous montrons que génériquement en la non-linéarité $f$, l’intersection des variétés stable et instable de deux équilibres de même indice de Morse pair est vide. Enfin nous montrons que ces systèmes sont génériquement de type Morse-Smale si, en outre, la non-linéarité est dissipative.
LA - fre
KW - hyperbolic critical elements; Morse-Smale systems; Kupka-Smale systems; cyclic Jacobi matrix
UR - http://eudml.org/doc/275373
ER -

References

top
  1. Abraham (R.), Robbin (J.).— Transversal mappings and flows, W. A. Benjamin, Inc (1967). Zbl0171.44404MR240836
  2. Angement (S. B.).— The zero set of a solution of a parabolic equation, J. reine angew. Math. 390, p. 79-96 (1988). Zbl0644.35050MR953678
  3. Bendixson (I.).— Sur les courbes définies par des équations différentielles, Acta Mathematica No. 24, p. 1-88 (1901). Zbl31.0328.03MR1554923
  4. Brunovský (B.), Poláčik (P.).— The Morse-Smale structure of a generic reaction-diffusion equation in higher space diemension, J. differential equations 135, p. 129-181 (1997). Zbl0868.35062MR1434918
  5. Czaja (R.), Rocha (C.).— Transversality in scalar reaction-diffusion equations on a circle, J. Differential Equations 245, p. 692-721 (2008). Zbl1157.35004MR2422524
  6. Fiedler (B.), Mallet-Paret (J.).— A Poincaré-Bendixson theorem for scalar reaction-diffusion equations, Arch. Rational Mech. Analysis 107, p. 325-345 (1989). Zbl0704.35070MR1004714
  7. Fusco (G.), Oliva (W. M.).— Jacobi matrices and transversality, Proc. R. Soc. Ed. 109A, p. 231-243 (1988). Zbl0692.58019MR963029
  8. Fusco (G.), Oliva (W. M.).— Transversality between invariant manifolds of periodic orbits for a class of monotone dynamical systems, Journal of Dynamics and Differential Equations 2, p. 1-17 (1988). Zbl0702.34038MR1041196
  9. Hirsh (M.).— Systems of differential equations wich are competitive or cooperative I : Limit sets. SIAM J. Math. Anal. 13(2), p. 167-179 (1982). Zbl0494.34017MR647119
  10. Hirsh (M.).— Systems of differential equations wich are competitive or cooperative II : Convergence almost everywhere. SIAM J. Math. Anal. 16(3), p. 423-439 (1985). Zbl0658.34023MR783970
  11. Hirsh (M.).— Systems of differential equations wich are competitive or cooperative III : Competing Species, Nonlynearity 1, p. 51-71 (1988a). Zbl0658.34024
  12. Joly (R.), Raugel (G.).— Generic hyperbolicity of equilibria and periodic orbits of the parabolic equation on the circle, Trans. Amer. Math. Soc. 362, p. 5189-5211 (2010). Zbl1205.35151MR2657677
  13. Joly (R.), Raugel (G.).— Generic Morse-Smale property for the parabolic equation on the circle, Ann. I. H. Poincaré – 27, p. 1397-1440 (2010). Zbl1213.35046MR2738326
  14. Joly (R.), Raugel (G.).— A striking correspondence between the dynamics generated by the vector fields and by the scalar parabolic equations, Confluentes Mathematici, Vol 3, No. 3, p. 471-493 (2011). Zbl1241.35001MR2847240
  15. Kupka (I.).— Contribution à la théorie des champs génériques, Contributions to Differential Equations no2 (1963), p. 457-484. Addendum and corrections, ibid. No. 3, p. 411-420 (1964). Zbl0149.41003MR168878
  16. Palis (J.), De Mello (W.).— Geometric theory of dynamical systems – An introduction, Springer-Verlag, Berlin (1982). Zbl0491.58001MR669541
  17. Peixoto (M. M.).— Structural stability on two-dimensional manifolds, Topology No. 1, p. 101-120 (1962). Zbl0107.07103MR142859
  18. Peixoto (M. M.).— On an approximation theorem of Kupka and Smale, J. differential equations 3, p. 214-227 (1967). Zbl0153.40901MR209602
  19. Poincaré (H.).— Sur les courbes définies par une équation différentielle, Oeuvres, 1, Paris. Zbl12.0588.01
  20. Robbin (J. W.).— Stable manifolds of semi-hyperbolic fixed points, Illinois J. Math. 15, p. 595-609 (1971). Zbl0219.58006MR303567
  21. Smale (S.).— Stable manifolds for differential equations and diffeomorphisms, Annali della Scuola Normale Superiore di Pisa No. 17, p. 97-116 (1963). Zbl0113.29702MR165537
  22. Smale (S.).— Diffeomorphisms with many periodic points, Differential and Combinatorial Topology (A Symposium in Honor of Morston Morse), Princeton Univ. Press, Princeton, NJ, p. 63-80 (1965). Zbl0142.41103MR182020
  23. Smith (H.).— Monotone dynamical systems : An introduction to the theory of competitive and cooperative systems Mathematical Surveys and Monographs, Vol. 41 (1995). Zbl0821.34003MR1319817

NotesEmbed ?

top

You must be logged in to post comments.

To embed these notes on your page include the following JavaScript code on your page where you want the notes to appear.

Only the controls for the widget will be shown in your chosen language. Notes will be shown in their authored language.

Tells the widget how many notes to show per page. You can cycle through additional notes using the next and previous controls.

    
                

Note: Best practice suggests putting the JavaScript code just before the closing </body> tag.