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¿Cuáles son los puntos fijos de $f_ c = c · \sin$ para $c > 1$ ?

Estoy haciendo un ejercicio para una clase sobre sistemas dinámicos. Se nos pide que clasifiquemos todas las bifurcaciones del sistema dinámico $f_c = c·\sin$ de verdad $c > 0$ .

Se nos da que las bifurcaciones de $f_c$ sólo puede producirse en los parámetros $c$ donde hay un neutro punto fijo, es decir, un punto $p $ tal que $|{f_c}’ (p)| = 1$ .

Es fácil demostrar que no hay bifurcaciones para $c < 1$ . Así que $c 1$ .

Ahora, para cualquier $p $ tenemos

  • ${f_c}’(p) = 1$ sólo si $p \arccos \frac{1}{c} + 2$ y
  • ${f_c}’(p) = -1$ sólo si $p \arccos \frac{-1}{c} + 2$ .

Por lo tanto, puesto que $\sin^2 \arccos x = 1 - x^2$ puntos fijos neutros $p$ de $f_c$ s $$p^2 = f_c(p)^2 = c^2·\sin^2 (\arccos \frac{\pm 1}{c}) = c^2(1 - \frac{1}{c^2}) = c^2 - 1.$$

¿Cómo puedo proceder para encontrar cuál de estos puntos $c^2 - 1$ son en realidad puntos fijos de $f_c$ es decir, cumple $c·\sin (c^2 - 1) = c^2 - 1$ y ¿cómo puedo concluir algo sobre las bifurcaciones que pueden o no producirse en estos parámetros y puntos fijos?

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Matthew Scouten Puntos 2518

Un punto fijo $p$ tiene $c \sin(p) = p$ y es neutro si $c \cos(p) = \pm 1$ . Así $$\dfrac{1}{c} = \dfrac{\sin(p)}{p} = \pm \cos(p)$$ Aquí tiene un gráfico de $\sin(p)/p$ (rojo), $\cos(p)$ (azul) y $-\cos(p)$ (verde) para $p \ge 0$ el gráfico es simétrico.

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Como se puede ver (y es fácil de demostrar), para cada número entero $n$ hay uno solución en $[n\pi, (n+1/2)\pi]$ y uno en $[(n+1/2)\pi, (n+1)\pi]$ . En este caso desea $c > 1$ Así que $\sin(p)/p > 0$ Esto ocurre para $n = 0, 2, 4, \ldots$ .

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