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Satz von Hadamard und Perron

Wichtige Eigenschaften der Separatrixflächen werden durch den Satz von HADAMARD und PERRON beschrieben:
Sei eine hyperbolische Ruhelage oder ein hyperbolischer periodischer Orbit von (17.1).
a) und sind verallgemeinerte -Flächen, d.h. immersierte -Mannigfaltigkeiten, die lokal wie -glatte Elementarflächen aussehen. Jeder Orbit von (17.1), der für oder nicht gegen strebt, verläßt eine hinreichend kleine Umgebung von für oder .
b) Ist eine Ruhelage vom Typ , so sind und Flächen der Dimension bzw. . Die Fläche bzw. tangiert in den stabilen Untervektorraum
(17.20a)

bzw. den instabilen Untervektorraum

(17.20b)


c) Ist ein hyperbolischer periodischer Orbit vom Typ so sind und Flächen der Dimension bzw. , die sich längs transversal schneiden (s. Abbildung).



Beispiel A

Nochmalige Betrachtung der Differentialgleichung (17.19a) und Benutzung für die Bestimmung einer lokalen stabilen Mannigfaltigkeit der Ruhelage von (17.19a) den Ansatz


Sei eine Lösung von (17.19a), die in liegt. Aufgrund der Invarianz für zu benachbarten Zeiten ergibt sich . Durch Differentiation und Darstellung von und über das System (17.19a) ergibt sich für die unbekannte Funktion das Anfangswertproblem . Über den Reihenansatz , in dem beachtet wurde, ergibt sich durch Einsetzen und Koeffizientenvergleich und für .

Beispiel B

Für das System

(17.21)

mit einem Parameter ist ein periodischer Orbit mit den Multiplikatoren und . In Zylinderkoordinaten hat die Lösung von (17.21) mit Anfang zur Zeit die Darstellung , wobei und die Lösung von (17.9a) in Polarkoordinaten ist. Damit ist

Die beiden Separatrixflächen sind in der folgenden Abbildung zu sehen: