О вычислении периодических решений автономных систем методом последовательных приближений
В. П. Бабий г. Умань
Аннотация:
Уравнение $\ddot\varphi+\omega\varphi+F(\varphi,\dot\varphi)=0$ преобразуется к эквивалентному интегральному уравнению:
$\varphi=ax(\psi)$;
$\psi=pt$,
$$
x=\cos\psi+\frac{p^2-\omega}{p^2}\int_0^\psi x(s)\sin(\psi-s)\,ds-\frac1{ap^2}\int_0^\psi F[ax(s);apx'(s)]\sin(\psi-s)\,ds
$$
в котором
$p$ и
$a$ — соответственно частота и амплитуда искомого периодического решения. Затем строится последовательность приближений
$x_1=\cos\psi$;
$$
x_{n+1}=\cos\psi+\frac{p_n^2-\omega}{p_n^2}\int_0^\psi x_n(s)\sin(\psi-s)\,ds-\frac1{a_np_n^2}\int_0^\psi F[a_nx_n(s);a_np_nx'_n(s)]\sin(\psi-s)\,ds
$$
причем приближения для частот
$p_n$ и амплитуд
$a_n$ находятся из условий периодичности функций
$x_n$ по углу
$\psi$,
\begin{gather*}
(p_n^2-\omega)\int_0^{2\pi}x_n(s)\cos s\,ds=\frac1{a_n}\int_0^{2\pi}F[a_nx_n(s);a_np_nx'_n(s)]\cos s\,ds;
\\
(p_n^2-\omega)\int_0^{2\pi}x_n(s)\sin s\,ds=\frac1{a_n}\int_0^{2\pi}F[a_nx_n(s);a_np_nx'_n(s)]\sin s\,ds
\end{gather*}
Доказана сходимость приближений для уравнения
$\ddot\varphi+\omega\varphi+\varphi F(\varphi)=0$.
УДК:
517.917
Поступила: 24.11.1968