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圓對映


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圓對映是一個將對映到自身的一維對映

 theta_(n+1)=theta_n+Omega-K/(2pi)sin(2pitheta_n),
(1)

其中 theta_(n+1) 是以模 1 計算的,K 是一個常數。請注意,圓對映有兩個引數:OmegaKOmega 可以解釋為外部施加的頻率,而 K 可以解釋為非線性的強度。如上所示,圓對映表現出非常出乎意料的引數函式行為。

它與標準對映相關

I_(n+1)=I_n+K/(2pi)sin(2pitheta_n)
(2)
theta_(n+1)=theta_n+I_(n+1),
(3)

對於 Itheta 以模 1 計算。將 theta_(n+1) 寫成

 theta_(n+1)=theta_n+I_n+K/(2pi)sin(2pitheta_n)
(4)

得到圓對映,其中 I_n=OmegaK=-K

圓對映的一維雅可比矩陣是

 (partialtheta_(n+1))/(partialtheta_n)=1-Kcos(2pitheta_n),
(5)

因此圓對映不是保面積的

未擾動的圓對映具有以下形式

 theta_(n+1)=theta_n+Omega.
(6)

如果 Omega有理數,那麼它被稱為對映對映卷繞數,定義為

 Omega=W=p/q,
(7)

並暗示週期性軌跡,因為 theta_n 將(最多)每 q 對映軌道 返回到同一點。如果 Omega無理數,那麼運動是準週期性的。如果 K非零,那麼在每個有理數 Omega 周圍的某個有限區域內,運動可能是週期性的。這種響應於無理數強迫的週期性運動執行被稱為模式鎖定

如果繪製 KOmega 的關係圖,並在 有理數 Omega 值(對映卷繞數)周圍繪製週期性模式鎖定引數空間區域,則會看到這些區域從 K=0 處的 0 向上擴充套件到 K=1 處的某個有限寬度。圍繞每個有理數的區域被稱為阿諾德舌。在 K=0 時,阿諾德舌是一個孤立的測度為零的集合。在 K=1 時,它們形成一個康託集,其維數d approx 0.08700。對於 K>1,舌頭重疊,圓對映變得不可逆。

Omega_n 是具有對映卷繞數 W_n=F_n/F_(n+1) 的迴圈的圓對映的引數值,該迴圈以角度 theta=0 透過,其中 F_n 是一個斐波那契數。那麼引數值 Omega_n 以以下速率累積

 delta=lim_(n->infty)(Omega_n-Omega_(n-1))/(Omega_(n+1)-Omega_n)=-2.833
(8)

(Feigenbaumet al. 1982)。


另請參閱

阿諾德舌, 魔鬼階梯, 對映卷繞數, 模式鎖定, 標準對映

使用 探索

參考文獻

Devaney, R. L. An Introduction to Chaotic Dynamical Systems. Redwood City, CA: Addison-Wesley, pp. 108-111, 1987.Feigenbaum, M. J.; Kadanoff, L. P.; and Shenker, S. J. "Quasiperiodicity in Dissipative Systems: A Renormalization Group Analysis." Physica D 5, 370-386, 1982.Rasband, S. N. "The Circle Map and the Devil's Staircase." §6.5 in Chaotic Dynamics of Nonlinear Systems. New York: Wiley, pp. 128-132, 1990.

在 中被引用

圓對映

請引用為

Weisstein, Eric W. "Circle Map." 來自 Web 資源. https://mathworld.tw/CircleMap.html

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