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Stabilität periodischer Orbits

Sei eine -periodische Lösung von (17.1) und ihr Orbit. Das Phasenporträt nahe wird, unter gewissen Voraussetzungen, durch die Variationsgleichung beschrieben. Da eine -periodische stetige Matrixfunktion vom Typ ist, folgt aus dem Satz von FLOQUET, daß die bei normierte Fundamentalmatrix der Variationsgleichung als darstellbar ist, wobei eine -periodische reguläre glatte Matrixfunktion mit ist und eine konstante Matrix vom Typ darstellt, die nicht eindeutig festliegt. Die Matrix heißt Monodromie-Matrix des periodischen Orbits , die Eigenwerte von sind die Multiplikatoren des periodischen Orbits . Wird der Orbit durch eine andere Lösung repräsentiert, d.h., ist , so stimmen die Multiplikatoren von und überein. Einer der Multiplikatoren eines periodischen Orbits ist immer gleich Eins ( Satz von ANDRONOV-WITT ).

Seien die Multiplikatoren des periodischen Orbits , und sei die Monodromie-Matrix von . Dann gilt

 
  (17.17)

Ist also , so ist und .

Beispiel

Sei eine -periodische Lösung von (17.9a). Die Matrix der Variationsgleichung lautet


Die bei normierte Fundamentalmatrix ist

wobei das letzte Produkt eine FLOQUET-Darstellung von darstellt. Also ist und . Die Multiplikatoren lassen sich auch ohne FLOQUET-Darstellung bestimmen. Für System (17.9a) ist div. Damit ergibt sich div. Nach obiger Formel ist .