Кіріспе
Математикада, әсіресе динамикалық жүйелерде, орташалау әдісі (немесе орташалау теориясы) уақыт өлшемдерінің айырмашылығын қамтитын жүйелерді пайдаланады: жылдам осцилляцияға қарсы баяу өзгеру. Бұл, жылдам осцилляцияларды жою және нәтижедегі динамикадан сапалық мінез-құлықты бақылау үшін белгілі бір уақыт аралығында орташалау жасауды ұсынады. Шектелген уақыт ішіндегі жуықталған шешім, баяу уақыт шкаласын көрсететін параметрге кері пропорционал болады. Бұл, жуықталған шешімнің дәлдігі мен бастапқы шешімге жақын болу уақыты арасындағы қарым-қатынас мәселесі болып табылады. Нақтырақ айтқанда, жүйе фазалық кеңістіктегі айнымалының келесі түрін қабылдайды. Жылдам осцилляция, баяу өзгеруге қарсы беріледі. Орташалау әдісі, фазалық кеңістіктің байланысқан және компактты аймағындағы және уақыт өте келе шешім қисықтарын жуықтайтын автономды динамикалық жүйе береді. Физикалық қолданыста, математикалық модельді, дифференциалдық теңдеу түрінде берілген , сәйкес орташаланған жүйемен ауыстыру орынды немесе табиғи болуы мүмкін, содан кейін физикалық эксперимент нәтижелерімен салыстырып, болжам жасау үшін орташаланған жүйені қолдануға болады. Орташалау әдісінің ұзақ тарихы бар, ол аспан механикасында туындаған бұзылыс мәселелерімен тығыз байланысты (мысалы, қараңыз).
of a phase space variable The fast oscillation is given by versus a slow drift of The averaging method yields an autonomous dynamical system
which approximates the solution curves of inside a connected and compact region of the phase space and over time of
Under the validity of this averaging technique, the asymptotic behavior of the original system is captured by the dynamical equation for In this way, qualitative methods for autonomous dynamical systems may be employed to analyze the equilibria and more complex structures, such as slow manifold and invariant manifolds, as well as their stability in the phase space of the averaged system. In addition, in a physical application it might be reasonable or natural to replace a mathematical model, which is given in the form of the differential equation for , with the corresponding averaged system , in order to use the averaged system to make a prediction and then test the prediction against the results of a physical experiment. The averaging method has a long history, which is deeply rooted in perturbation problems that arose in celestial mechanics (see, for example in ).
Анықтамалар
Біз векторлық өрісті дифференциалдану класы ретінде қарастырамыз, мұндағы (немесе тіпті тегіс деп айтамыз), оны біз деп белгілейміз. Біз осы уақытқа тәуелді векторлық өрісті Тейлор қатарына дейін кеңейтеміз ( қуатында) қалдықпен. Біз келесі белгіні енгіземіз: Регулярлықты төмендету: Бұл теореманың жалпы түрі бар, ол тек векторлық өріс Липшиц болса және үздісіз болса жеткілікті. Бұл жаңа дәлел және Сандерс және басқалар еңбектерінде кездеседі.
Reduction of regularity: there is a more general form of this theorem which requires only to be Lipschitz and continuous. It is a more recent proof and can be seen in Sanders et al
Дәлелдеу стратегиясы
Крылов Боголюбов жүйенің баяу динамикасы асимптотикалық шешімнің басты тәртібін анықтайтынын түсінді. Мұны дәлелдеу үшін олар дерлік сәйкес келетін трансформацияны ұсынды, ол бастапқы жүйені орташаланған жүйеге айналдыратын, өзінің уақыт өлшемі бар координаттардың өзгеруі екенін көрсетті.