广西师范大学学报(自然科学版) ›› 2022, Vol. 40 ›› Issue (6): 109-115.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2021102002

• 研究论文 • 上一篇    下一篇

一类三维三次系统极限环的新下界

刘桔坤1, 黄文韬2*, 刘宏普1   

  1. 1.桂林电子科技大学数学与计算科学学院,广西桂林541004;
    2.广西师范大学数学与统计学院,广西桂林541006
  • 收稿日期:2021-10-20 修回日期:2021-12-07 出版日期:2022-11-25 发布日期:2023-01-17
  • 通讯作者: 黄文韬(1966—),男,广西永福人,广西师范大学教授,博导。 E-mail:huangwentao@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(12061016);广西科技基地和人才专项(桂科AD21220114)

New Lower Bounds of Limit Cycles for a Class of Three-dimensional Cubic Systems

LIU Jukun1, HUANG Wentao2*, LIU Hongpu1   

  1. 1. School of Mathematics and Computing Science, Guilin University of Electronic Technology, Guilin Guangxi 541004, China;
    2. School of Mathematics and Statistics, Guangxi Normal University, Guilin Guangxi 541006, China
  • Received:2021-10-20 Revised:2021-12-07 Online:2022-11-25 Published:2023-01-17

摘要: 研究一类具有2个对称奇点的三维三次系统的中心和极限环分支问题。首先借助计算机代数软件计算其伴随复系统的前8阶奇点量,得到这2个奇点成为中心的一组必要条件,并进一步证明其充分性;然后导出这2个奇点同时成为8阶细焦点的条件;最后利用雅可比行列式证明系统至少存在16个小振幅极限环,并给出三维三次系统极限环个数的一个新的下界。

关键词: 三维三次系统, 奇点量, 中心流形, 中心, 极限环

Abstract: The center and limit cycle bifurcation of a class of three-dimensional cubic systems with two symmetric singularities are studied. Firstly, the first eight singular points of the adjoint complex system are calculated with the help of computer algebra software, a set of necessary conditions for the two singular points to become the center are obtained, and its sufficiency is further proved. Then the condition that the two singularities become the 8th order fine focus at the same time is derived. Finally, by using the Jacobian determinant method, it is proved that there are at least 16 small amplitude limit cycles in the system, and a new lower bound for the number of limit cycles of three-dimensional cubic system is given.

Key words: three-dimensional cubic system, singularity quantity, central manifold, center, limit cycle

中图分类号: 

  • O175.12
[1] SHI S L. A concrete example of the existence of four limit cycles for plane quadratic sytems[J]. Scientia Sinica, 1980, 23(2): 153-158.
[2] LI C Z, LIU C J, YANG J Z. A cubic system with thirteen limit cycles[J]. Journal of Differential Equations, 2009, 246(9): 3609-3619.
[3] LI J B, LIU Y R. New results on the study of Zq-equivariant planar polynomial vector fields[J]. Qualitative Theory of Dynamical Systems, 2010, 9(1): 167-219.
[4] 吴岱芩,黄文韬,吴燕兰.一类三次Kolmogorov系统的极限环[J].桂林电子科技大学学报,2016,36(2): 160-163.
[5] 宋海风,彭临平.一个三次等时中心在非光滑扰动下的极限环分支[J].数学杂志,2019,39(3): 431-439.
[6] 张二丽,邢玉清.具有不变直线的非Hamilton系统的极限环分支[J].广西师范大学学报(自然科学版),2020,38(3): 45-51.
[7] 罗勇,陆征一.三维Lotka-Volterra系统的动力学行为与极限环构造[J].系统科学与数学,2009,29(9): 1256-1265.
[8] GAD X Y, XING Y P. Linit cycles for a class of there-dimensional polynomial differential systems near the z-axis[J]. Jouranl of Shanghai Normal University (Natural Sciences),2010,39(3): 228-234.
[9] TIAN Y, YU P. Seven limit cycles around a focus point in a simple three-dimensional quadratic vector field[J]. International Journal of Bifurcation and Chaos, 2014, 24(6): 1450083.
[10] YU P, HAN M A. Ten limit cycles around a center-type singular point in a 3-d quadratic system with quadratic perturbation[J]. Applied Mathematics Letters, 2015, 44: 17-20.
[11] DU C X, LIU Y R, HUANG W T. A class of three-dimensional quadratic systems with ten limit cycles[J]. International Journal of Bifurcation and Chaos, 2016, 26(9): 1650149.
[12] GUO L G, YU P, CHEN Y F. Twelve limit cycles in 3D quadratic vector fields with Z3 symmetry[J]. International Journal of Bifurcation and Chaos, 2018, 28(11): 1850139.
[13] GUO L G, YU P, CHEN Y F. Bifurcation analysis on a class of three-dimensional quadratic systems with twelve limit cycles[J]. Applied Mathematics and Computation, 2019, 363: 124577.
[14] WANG Q L, LIU Y R, CHEN H B. Hopf bifurcation for a class of three-dimensional nonlinear dynamic systems[J]. Bulletin des Sciences Mathématiques, 2010, 134(7): 786-798.
[15] DU C X, WANG Q L, HUANG W T. Three-dimensional hopf bifurcation for a class of cubic Kolmogorov model[J]. International Journal of Bifurcation and Chaos, 2014,24(3): 1450036.
[16] 古结平.高维微分系统的极限环、等时中心与非线性波方程的行波解[D].桂林: 广西师范大学,2021.
[17] 周志明.几类高维系统的局部分支[D].上海: 上海师范大学,2017.
[18] 马知恩, 周义仓, 李承治.常微分方程定性与稳定性方法[M].第2版.北京: 科学出版社, 2015: 143-144.
[1] 黄文韬, 古结平, 王勤龙. 三维微分系统的极限环与等时中心[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2022, 40(5): 104-126.
[2] 郭辰, 韩彪, 潘翠, 吴洁敏, 陈姻月, 周飞, 甘甜, 尚常花. 假单胞菌去除Cr(Ⅵ)的条件优化[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2021, 39(3): 113-121.
[3] 何韩吉, 邓光明, 葛梦兰. 中原城市群空气质量空间关联研究[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2021, 39(3): 151-162.
[4] 许伦辉, 曹宇超, 林培群. 基于融合免疫优化和遗传算法的多应急物资中心选址与调度[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2020, 38(6): 1-13.
[5] 孙雨晴, 卢家宽. 自中心化子群对有限群结构的影响[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2020, 38(5): 48-55.
[6] 张二丽, 邢玉清. 具有不变直线的非Hamilton系统的极限环分支[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2020, 38(3): 45-51.
[7] 李占勇, 蒋贵荣. 李雅普诺夫分支定理的新结果[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2020, 38(2): 128-133.
[8] 何东平,黄文韬,王勤龙. 二元机翼系统的极限环颤振与混沌运动[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2019, 37(3): 87-95.
[9] 李先贤, 高琦. 一种面向数据中心架构的虚拟网络分布式路由技术[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2012, 30(3): 100-108.
[10] 黄逸飞, 易忠, 覃庆玲. 群环ZnD4的零因子图[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2011, 29(2): 15-20.
[11] 李云飞, 王丽珍, 周丽华. 不确定数据的高效聚类算法[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2011, 29(2): 161-166.
[12] 贾保华. 一个不满足中心极限定理的严平稳相伴随机序列[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2010, 28(3): 20-23.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 广西师范大学学报(自然科学版)编辑部
地址:广西桂林市三里店育才路15号 邮编:541004
电话:0773-5857325 E-mail: gxsdzkb@mailbox.gxnu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发