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Negativa divergencia implica convergente de flujo?

Supongamos que tenemos un campo vectorial diferenciable $X:\Omega\to\mathbb{R^n}$ definida en un abierto, acotado y simplemente se conecta región subconjunto $\Omega$$\mathbb{R^n}$, y su divergencia es negativa en todas partes, es decir, $\nabla\cdot X(x)<0$ cualquier $x\in\Omega$. Podemos probar que cualquier solución de dos trayectorias va a evolucionar más y más cerca, y así, eventualmente, convergente?

Formalmente, dados dos puntos cualesquiera $p,q\in\Omega$ y los flujos de $p(t), q(t)$ satisfacción $p(0)=p,q(0)=q,\dot p(t)=X(p(t)), \dot q(t)=X(q(t))$, definir $f(t)=||p(t)-q(t)||^2$, entonces es cierto que $$\frac{d}{dt}f(t)<0$$

Intuitivamente, creo que es correcto porque divergencia negativa implica cualquier área cerrada va a evolucionar más y más pequeñas. Así que si os adjuntamos dos puntos con un tubo delgado, entonces el volumen de este tubo se hacen más pequeños y más pequeños, que obliga a los puntos de acercarse.

Aquí está mi trate de: $$\frac{d}{dt}f(t)=2\left<p-q|X(p)-X(q)\right>=2\left<p-q|\nabla X(r)|p-q\right>$$ La primera ecuación de la siguiente manera a partir de la definición y la segunda del valor medio teorema(aunque este teorema no existe). Pero esta parece la declaración requiere más rígida de la enfermedad, dicen positividad de $\nabla X$, para garantizar la corectness.

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chaiwalla Puntos 1132

Deje $g$ ser lisas, no negativo de la función (no idéntica a cero) con el apoyo contenida en un intervalo $[0, R^{2}]$. El campo de vectores $$ X(x, y, z) = g(x^{2} + y^{2})(-y, x, 0) + (0, 0, kz) $$ definido en el cilindro $$ \Omega = \{(x, y, z) : x^{2} + y^{2} < R^{2},\ |z| < 1\}, $$ es completa (el flujo existe para todo momento positivo) y ha divergencia $-k$, pero un par de órbitas no se acerque a cada uno de los otros pointwise en ningún sentido razonable. De hecho, el flujo puede ser escrito de forma explícita: Si $r^{2} = x^{2} + y^{2}$, luego $$ \Phi_{t}(x, y, z) = \left(x\cos\bigl(g(r^{2})t\bigr) - y\sin\bigl(g(r^{2})t\bigr), y\cos\bigl(g(r^{2})t\bigr) + x\sin\bigl(g(r^{2})t\bigr), ze^{-kt}\right). $$ Geométricamente, un punto de $(x, y, z)$ a pie $r$ de la $z$-eje viaja en un círculo alrededor de la $z$-eje por una distancia de $rg(r^{2})$ por unidad de tiempo (y el agregado de movimiento es incompresible en el "horizontal" de las direcciones), mientras que el tercer componente decae exponencialmente a $0$.

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