更新时间:2022-08-25 15:40
在线性二阶常微分方程y''+p(x)y'+q(x)y=0的奇点z0的邻域上,方程的两个线性独立解一般来说也是以z0为奇点的,对这两个解在z0邻域上展开(注意不是泰勒展开),全都具有有限个负幂项,则该奇点z0称为方程的正则奇点。
考虑线性微分方程组
自变量 x 取自复数域 D, 是 n 维复的列向量, 是以 x 的复解析函数为元素的 n 阶方阵。由于通过平移 和自变量变化 可以分别将 x=a和 变到零点,所以不妨仅考虑点的奇异性。
对于上面方程的解 y(x) ,对于给定的任意角范围,如果存在一个正数 r 使得,那么就称 x=0 为方程的正则奇点,如果 x=0为方程的某个解的非正则奇点,那么就称 x=0 为方程的非正则奇点(irregrlar singular point)。
对于二阶齐线性微分方程
而言,如果函数 P(x) 和 Q(x) 在 点附近是解析点,则称这样的点为该微分方程的常点。如果P(x) 或Q(x) 至少之一在点点解析性遭到破坏,则称为该微分方程的奇点。如果是上述二阶微分方程的奇点,但和 均为解析函数,则称为该微分方程的正则奇点。反之,如果和至少之一为非解析,则称为该微分方程的非正则奇点。
一个与初值问题的初值有关的奇点称为流动奇点(movable singular point) ,也就是说,随着初值的改变,奇点可能消失,也可能奇性变强,奇点的位置依赖与特解的选择。反之,如果奇点与初值无关,则称为固定奇点(fixed singular point)。比如说,如果某方程的通解为 则 z=0 和 z=c 都是解的奇点,但 z=0是固定奇点,而 z=c 是流动奇点,有关奇点的几个重要性质:
(1)(庞加莱定理)任何线性方程只有固定奇点没有流动奇点;
(2)(潘勒韦定理)方程 的解没有流动的本性奇点,其中 P 是 的多项式,且是 z 的解析函数;
(3)(富克斯定理)如果方程 dw/dz=R(w,z)没有流动的本性奇点,其中 R(w,z)是 w 和 z 的有理函数,则该方程必为里卡蒂微分方程。
在线性二阶常微分方程y''+p(x)y'+q(x)y=0的奇点的邻域上,方程的两个线性独立解一般来说也是以为奇点的,对这两个解在邻域上展开(注意不是泰勒展开),全都具有有限个负幂项,则该奇点称为方程的正则奇点。
一般来说,复平面上使方程 的右端函数或使此方程解的解析性遭到破坏的点就称为奇点。也就是说,对于微分方程而言,奇点即可按方程右端函数的奇性分类,也可按方程解的奇性来分类。通常这两种分类是相互独立的,除非一些特殊系统,否则两者之间没有内蕴关系。
有关奇点点几种常见分类有:正则奇点、非正则奇点、流动奇点、固定奇点等。