Logical structure of dynamics:

动力学系统主要有两类:微分方程和迭代映射(差分方程),前者是系统在连续时间的演化,后者出现在离散时间的问题中。
微分方程又包括常微分方程和偏微分方程,本课程主要关注常微分方程,方程中只含一个自变量——时间t

Image

一个系统是线性的,如果上述等式右边的x_i都是一次项;否则系统是非线性的

在这门课程中,我们不关注使用复杂函数寻求解析解,而采取:先通过一些方法得知相空间轨迹的情况,反推解析解的情况。

Image

非自治系统

Image

总结——本课的核心

Image


课程安排:

Image

上图表格的纵轴是线性/非线性,横轴是相空间的维度n(也即刻画系统状态所需的变量数)。通常的大学物理会涉及第一行的线性系统,本课程维度从低到高讨论非线性系统,即上图左下角;右下角是复杂系统的部分,属于真正的科学前沿,人们还没有搞清是怎么回事;但本课程涉及的低维非线性系统基本上可以控制的不错。