Δυναμικό σύστημα: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Vagflor (συζήτηση | συνεισφορές)
μ Επισκόπηση 3, αλλαγή στην 2
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας
Γραμμή 1:
[[Αρχείο:Lorenz attractor yb.svg|μικρογραφία|Σύστημα Λορενζ ως δυναμικό σύστημα]]
<blockquote>''Αυτό το άρθρο αφορά τις γενικές πτυχές των δυναμικών συστημάτων.''</blockquote>Στα [[μαθηματικά]], ένα '''δυναμικό σύστημα''' είναι ένα σύστημα στο οποίο μια [[συνάρτηση]] περιγράφει την εξάρτηση της θέσης ενός σημείου από το χρόνο σε ένα [[Γεωμετρικός χώρος|γεωμετρικό χώρο]]. Παραδείγματα αποτελούν τα μαθηματικά μοντέλα που περιγράφουν την ταλάντωση ενός [[Εκκρεμές|εκκρεμούς]], τη ροή του νερού σε ένα σωλήνα, και τον αριθμό των ψαριών κάθε άνοιξη σε μία λίμνη.
 
Οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή ένα δυναμικό σύστημα περιλαμβάνει μία κατάσταση που δίνεται από ένα σύνολο [[Πραγματικοί αριθμοί|πραγματικών αριθμών]] ([[διάνυσμα]]) που μπορούν να αναπαρασταθούν από ένα [[γεωμετρικό σημείο]] στο κατάλληλο [[Χώρος καταστάσεων|χώρο καταστάσεων]] (γεωμετρική [[πολλαπλότητα]]).Η ''εξέλιξη'' του δυναμικού συστήματος είναι μια [[συνάρτηση]] που περιγράφει τους μελλοντικούς χώρους καταστάσεων που απορρέουν από τον τρέχοντα χώρο καταστάσεων.Συχνά η συνάρτηση είναι [[Ντετερμινιστικό πεπερασμένο αυτόματο|ντετερμινιστική]],με άλλα λόγια η κατάσταση ενός δυναμικού συστήματος ορίζει μονοσήμαντα την εξέλιξή του στο χώρο των καταστάσεων<ref>{{Cite book|title=Nonlinear dynamics and chaos: with applications to physics, biology and chemistry. Perseus publishing|last=Strogatz|first=S. H.|publisher=|year=2001|isbn=|location=|page=}}</ref><ref>{{Cite book|title=Introduction to the modern theory of dynamical systems. Cambridge, Cambridge|last=Katok, A.,& Hasselblatt, B.|first=|publisher=|year=1995|isbn=|location=|page=}}</ref>.Ωστόσο, ορισμένα συστήματα είναι [[Στοχαστικο συστημα|στοχαστικά]], αυτά τα τυχαία γεγονότα επίσης επηρεάζονται από την εξέλιξη της κατάστασης των μεταβλητών.
 
== Επισκόπηση ==
Γραμμή 10:
 
Για τα απλά δυναμικά συστήματα,να γνωρίζουμε την τροχιά τους είναι συχνά επαρκές στοιχείο, αλλά τα περισσότερα δυναμικά συστήματα είναι αρκετά πολύπλοκα για να γίνουν κατανοητά με τους όρους των επιμέρους τροχιών. Οι δυσκολίες προκύπτουν επειδή:
* Τα συστήματα που μελετήθηκαν γίνονται κατανοητά στο περίπου—οι παράμετροι του συστήματος δεν μπορούμε να τους γνωρίζουμε με ακρίβεια ή όροι μπορεί να λείπουν από τις εξισώσεις. Οι προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται θέτουν σε αμφισβήτηση την εγκυρότητα ή την καταλληλότητα των αριθμητικών λύσεων. Για να απαντήσουμε σε αυτά τα ερωτήματα αρκετές έννοιες της [[Μαθηματική ευστάθεια|ευστάθειας]] εισήχθησαν στη μελέτη των δυναμικών συστημάτων, όπως η ευστάθεια κατά τον  [[Lyapunov stability|Lyapunov]]. Η ευστάθεια του δυναμικού συστήματος συνεπάγεται ότι υπάρχει μια κατηγορία μοντέλων ή αρχικές συνθήκες για τις οποίες οι τροχιές θα είναι ισοδύναμες. Η επιχείρηση για τη σύγκριση των τροχιών ώστε να αποδείξουμε την [[Σχέση ισοδυναμίας|ισοδυναμία]] τους άλλαξε με τις διαφορετικές έννοιες της ευστάθειας.
* Το είδος της τροχιάς μπορεί να είναι πιο σημαντικό από μια συγκεκριμένη [[τροχιά]]. Ορισμένες τροχιές μπορεί να είναι [[Περιοδικές συναρτήσεις|περιοδικές]], ενώ άλλες μπορεί να διέρχονται μέσα από πολλές διαφορετικές καταστάσεις του συστήματος. Εφαρμογές συχνά απαιτούν την απαρίθμηση αυτών των κλάσεων ή τη διατήρηση του συστήματος σε μία [[κλάση]]. Η ταξινόμηση όλων των δυνατών τροχιών οδήγησε στην ποιοτική μελέτη των δυναμικών συστημάτων (ποιοτική μελέτη: οι ιδιότητες του δυναμικού συστήματος παραμένουν σταθερές αν γίνει αλλαγή συντεταγμένων). Τα γραμμικά δυναμικά συστήματα και τα συστήματα που έχουν δύο αριθμούς που περιγράφουν μια κατάσταση είναι παραδείγματα δυναμικών συστημάτων όπου οι πιθανές κλάσεις των τροχιών είναι κατανοητές .
* Η συμπεριφορά των τροχιών ως συνάρτηση μιας παραμέτρου μπορεί να είναι αυτό που απαιτείται για μια εφαρμογή.Καθώς η  [[Παράμετρος (υπολογιστές)|παράμετρος]] μεταβάλλεται, τα δυναμικά συστήματα μπορεί να έχουν σημεία διακλάδωσης όπου η ποιοτική συμπεριφορά τους αλλάζει. Για παράδειγμα, μπορεί οι τροχιές που εκτελούν μόνο [[Περιοδική κίνηση|περιοδικές κινήσεις]] να αποκτήσουν φαινομενικά ακανόνιστη συμπεριφορά, όπως η διάδοση ταραχής ενός υγρού.