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线性系统奇点:理论神经信息学初探

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:假设在原点处方程(2-1)中的f1和f2是解析的,并假定原点是奇点,则f1(0,0)=0 和f2(0,0)=0。令a11=a1,a12=b1,a21=a2,a22=b2,则方程(2-4)可近似为式(2-5)是常系数齐次线性系统的一般形式,它可改写成二阶微分方程式中,x=x1,。其他奇点可由图2.1分别表示。对于没有外力作用的线性系统,奇点位置一定在原点处。奇点又称平衡点,也可称为不动点。奇点的性质决定了系统全局的性状。

线性系统奇点:理论神经信息学初探

假设在原点处方程(2-1)中的f1(x1,x2)和f2(x1,x2)是解析的,并假定原点是奇点(奇点不在原点处也可以通过坐标平移把奇点移到原点),则f1(0,0)=0 和f2(0,0)=0。

将f1(x1,x2)和f2(x1,x2)在原点(0,0)处展开成泰勒级数,得

式中,gi(x1,x2)(i=1,2)为三次方或更高次方项。

在原点附近,x2i(i=1,2)很小,后面的高次项将更小,这样在式(2-4)中线性项占主导地位。令a11=a1,a12=b1,a21=a2,a22=b2,则方程(2-4)可近似为

式(2-5)是常系数齐次线性系统的一般形式,它可改写成二阶微分方程

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式中,x=x1。方程(2-6)的解的性质取决于它的特征方程

的根。

假设式(2-7)的两个根分别是λ1 和λ2

图2.1给出了不同根的位置和相应的原点(0,0)附近的相图。

当特征方程具有两个负实部的复数根时,相图中有稳定焦点;当有一正一负两个实部根时,相图中具有鞍点。其他奇点可由图2.1分别表示。对于没有外力作用的线性系统,奇点位置一定在原点处。奇点又称平衡点,也可称为不动点。奇点的性质决定了系统全局的性状。

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