(LUẬN án TIẾN sĩ) tính ổn định của phương trình động lực ẩn trên thang thời gian

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN CHÍ LIÊM TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC ẨN TRÊN THANG THỜI GIAN LUẬN ÁN TIẾN SĨ TOÁN HỌC HÀ NỘI - 2012 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN CHÍ LIÊM TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC ẨN TRÊN THANG THỜI GIAN Chuyên ngành: Toán Giải tích Mã số : 62 46 01 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ TOÁN HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS Nguyễn Hữu Dư PGS TS Vũ Hoàng Linh HÀ NỘI - 2012 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Mơc lơc Lêi cam ®oan i Lêi c¶m ¬n ii Danh s¸ch c¸c ký hiƯu vii Mở đầu KiÕn thức chuẩn bị 1.1 Định nghĩa ví dụ vÒ thang thêi gian 1.2 TÝnh kh¶ vi 10 1.3 TÝnh kh¶ tÝch 11 1.4 TÝnh håi quy 15 1.5 Hàm mũ thang thời gian 16 1.6 Phơng trình động lực tuyến tính 18 1.7 Tính ổn định mũ phơng trình ®éng lùc th−êng trªn thang thêi gian 19 1.7.1 Khái niệm ổn định mò 20 1.7.2 TÝnh ổn định mũ phơng trình động lực tuyến tính hÖ sè h»ng 22 Bài toán Cauchy cho phơng trình động lực ẩn thang thời gian 26 2.1 Phơng trình động lực ẩn tuyến tính 27 2.1.1 Chỉ số phơng trình động lùc Èn tuyÕn tÝnh 28 2.1.2 C¸ch giải toán Cauchy 31 iv TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2.1.3 Cách giải phơng trình động lực ẩn tuyến tính có hệ số số 37 2.2 Phơng trình động lực ẩn tuyến tính víi nhiƠu phi tun tháa m·n ®iỊu kiƯn Lipschitz 39 2.2.1 C¸ch gi¶i 40 2.2.2 Mô tả kh«ng gian nghiƯm 42 2.3 Phơng trình động lực ẩn tựa tuyến tính 44 2.4 KÕt ln cđa Ch−¬ng 48 Tính ổn định phơng trình động lực ẩn thang thời gian 49 3.1 Xét tính ổn định phơng trình động lực ẩn phơng pháp hàm Lyapunov 49 3.1.1 Các định nghĩa ổn định phơng trình động lực ẩn 50 3.1.2 C¸c mƯnh ®Ò 52 3.1.3 Sử dụng phơng pháp hàm Lyapunov xét tính ổn định phơng trình động lùc Èn 54 3.1.4 Phơng pháp hàm Lyapunov áp dụng cho phơng trình động lực ẩn với phần tuyến tÝnh cã hƯ sè h»ng 63 3.2 B¸n kÝnh ổn định phơng trình động lực ẩn tuyến tính hƯ sè h»ng trªn thang thêi gian 68 3.2.1 Phổ phơng trình động lùc Èn tuyÕn tÝnh 71 3.2.2 Khái niệm bán kính ổn định 72 3.2.3 Sự bán kính ổn định thùc vµ phøc 74 3.3 KÕt ln cđa Ch−¬ng 83 Các phép biến đổi Lyapunov định lý Floquet cho phơng trình động lực ẩn tuyến tính 85 4.1 Thang thời gian tuần hoàn 86 v TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 4.2 C¸c phÐp biÕn ®æi Lyapunov 88 4.3 Định lý Floquet cho phơng trình động lùc Èn tun tÝnh 92 4.4 KÕt ln cđa Ch−¬ng 102 Kết bàn luận 103 Kết luận nghiên cứu 103 Danh mục công trình khoa học tác giả liên quan đến luận án 105 Tài liệu tham kh¶o 106 vi TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Danh s¸ch c¸c ký hiƯu C = Tập tất số phức C(X, Y ) = Tập tất hàm liên tục từ X vào Y Crd(T, X) = Tập tất hàm : T X rd-liên tục Crd (T, X) = Tập tất hàm : Tk X khả vi rd-liên tục CrdR(T, X) = Tập tất hàm : T X rd-liên tục hồi quy CN1 (Tk , Rm ) = x(·) ∈ Crd(Tk , Rm ) : Pρ(t) x(t) khả vi t Tk (Tk , Rm×m ) = {L· ∈ Crd(Tk , Rm×m ) : P(t) Lt khả vi rd-liên tục Tk } CN,rd det A = Định thức ma trận A GL(Rm ) = Tập tự đẳng cấu tun tÝnh cđa kh«ng gian Rm inf = infimum = Phần ảo số phức im A = Miền giá trị toán tử A K = R hay C Kmìn = Tập tất m ì nma trận có phần tử thuộc K ker A = Hạch toán tử A L(X) = Tập tất toán tử tuyến tính liên tục từ X vào X Ln = Nhánh logarithm phức với miền giá trị [i, i) D() = Miền xác định hàm vii TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com R(Tk , X) = Tập tất hàm hồi quy, xác định T nhận giá trÞ X R+ (Tk , R) = TËp tất hàm hồi quy dơng, xác định T nhận giá trị R R+ = Tập tất số thực không âm S = S(T) = Miền ổn định mũ thang thời gian T N = Tập tất số tự nhiên N0 = Tập tất số tự nhiên khác ∂S = Biªn cđa tËp S Q = TËp tất số hữu tỷ R = Tập tất số thực rank A = Hạng ma trËn A λ = PhÇn thùc cđa sè phøc λ (C, D) = Bán kính phổ cặp ma trận {C, D} (A) = Tập tất giá trị riªng cđa ma trËn A σ(A, B) = TËp tÊt nghiệm phơng trình det(A B) = S(T) = Miền ổn định mũ thang thời gian T sup = suprimum T = Thang thêi gian Tk = T \ {M} nÕu T cã phÇn tư lớn M điểm cô lập trái; T trờng hợp lại T = {t T : t τ } Z = TËp tÊt c¶ số nguyên viii TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Mở đầu Lý thuyết thang thời gian (time scale), lần đợc trình bày Stefan Hilger luận án tiến sĩ ông vào năm 1988 (với sù h−íng dÉn cđa Bernd Aulbach, xem [49]) nh»m thèng giải tích liên tục rời rạc Việc nghiên cứu lý thuyết thang thời gian đà dẫn đến số áp dụng quan trọng, chẳng hạn nghiên cứu mô hình mật độ côn trùng, hệ thần kinh, trình biến đổi nhiệt, học lợng tử mô hình bệnh dịch Việc phát triển lý thuyết "phơng trình động lực" thang thời gian, dẫn đến kết tổng quát áp dụng cho thang thời gian hỗn hợp trờng hợp liên tục rời rạc Ta biết rằng, có nhiều kết phơng trình vi phân đợc thực dễ dàng tự nhiên cho phơng trình sai phân Tuy nhiên, có kết dễ dàng trình bày cho phơng trình vi phân lại không đơn giản cho sai phân ngợc lại Việc nghiên cứu phơng trình động lực thang thời gian cho ta nhìn sáng sủa để khắc phục tính không quán phơng trình vi phân liên tục phơng trình sai phân rời rạc Ngoài ra, điều tránh đợc việc kết đợc chứng minh hai lần, lần cho phơng trình vi phân lần khác cho phơng trình sai phân Ta lấy thang thời gian tập số thực, kết tổng quát thu đợc tơng tự với kết phơng trình vi phân thờng Nếu lấy thang thời gian tập số nguyên, kết tổng quát thu đợc tơng tự với kết phơng trình sai phân Tuy nhiên, thang thời gian có cấu trúc phong phú nên kết thu đợc tổng quát hay TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com nhiều kết tập số thực tập số nguyên Do vậy, đặc trng thang thời gian ®ã lµ thèng nhÊt vµ më réng Cho ®Õn đà có hàng chục sách hàng ngàn báo viết thang thời gian Các yếu tố giải tích thang thời gian đà đợc tác giả nghiên cứu cách sâu rộng tơng đối đầy đủ Và từ nhiều kết quen thuộc trờng hợp liên tục rời rạc đà đợc "chuyển dịch" sang thang thời gian Chẳng hạn, hệ động lực thờng thang thời gian, đà có kết sâu sắc ổn định, tính dao động, toán giá trị biên, Mặt khác, năm gần phơng trình vi phân đại số đợc quan tâm cách rộng rÃi phơng diện lý thuyết lẫn thực tế Dạng tổng quát phơng trình vi phân đại số f (t, x (t), x(t)) = 0, (1) phơng trình tun tÝnh hãa cđa nã cã d¹ng At x (t) = Bt x(t) + qt , (2) A and B hàm ma trận cho trớc Các phơng trình (1) (2) xuất nhiều toán thực tế, chẳng hạn nh mạch điện, phản ứng hóa học, hệ thống giao thông, thiết kế robot, Nếu ma trận At khả nghịch với mäi t ∈ R, ta cã thĨ nh©n phÝa tr−íc hai vế (2) với A1 t để đợc phơng trình vi phân thờng Tuy nhiên, có t0 để At0 suy biến vài giả thiết cần phải đợc đặt Một cách để giải (2) đa khái niệm số phơng trình Dựa khái niệm này, ta nghiên cứu phơng trình (2) cách phân tích thành phơng trình vi phân thờng quan hệ đại số Về cách giải toán Cauchy phơng trình (2) ta cã thĨ tham kh¶o [46] Cïng víi lý thut phơng trình vi phân đại số, có quan tâm khác đến phơng trình sai phân đại số xuất chúng nhiều lĩnh vực thực tế, nh mô hình động lực Leontiev, mô hình tăng trởng dân số Leslie, toán ®iỊu khiĨn tèi −u suy biÕn (xem TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com [26, 32]) Ngoài ra, phơng trình sai phân đại số xuất cách tự nhiên sử dụng kỹ thuật rời rạc hóa để giải phơng trình vi phân đại số phơng trình vi phân đại số phần, Vấn đề đà đợc quan tâm lớn nhà nghiên cứu [26, 46, 58] Khái niệm số phơng trình sai phân ẩn tuyến tính có hệ sè biÕn thiªn Anx(n + 1) = Bn x(n) + qn (3) đợc giới thiệu [39, 64] cách giải toán giá trị ban đầu nh toán giá trị biên nhiều điểm đợc nghiên cứu [9, 11] Sau đó, khái niệm số đà ®−ỵc më réng cho tr−êng hỵp phi tun [8] f (n, x(n + 1), x(n)) = (4) Cã mèi quan hệ gần gũi phơng trình sai phân đại số tuyến tính phơng trình vi phân đại số tuyến tính, cụ thể là, phơng pháp Euler áp dụng cho phơng trình vi phân đại sè tuyÕn tÝnh cã chØ sè sÏ dÉn ®Õn phơng trình sai phân đại số tuyến tính có chØ sè (xem [9, 11]) vµ nghiƯm nhÊt toán giá trị ban đầu nh toán giá trị biên đợc rời rạc hóa hội tụ nghiệm toán liên tục tơng ứng Sử dụng khái niệm giải tích thang thời gian, ta viết lại phơng trình (2) (3) d−íi d¹ng Atx∆ (t) = Bt x(t) + qt , (5) f (t, x∆ (t), x(t)) = 0, (6) hay với dạng tổng quát với t thuộc thang thời gian T toán tử đạo hàm T Một cách tự nhiên, câu hỏi đợc đặt là: Liệu kết đà biết phơng trình (2) hay phơng trình (3); phơng trình (1) hay phơng trình (4) đợc mở rộng thống lần lợt cho phơng trình động lực ẩn có dạng (5); (6) hay không? Đây lý để TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com T tuần hoàn (2.2) tơng đơng tuần hoàn với phơng trình động lực ẩn tuyến tính có dạng chuẩn tắc Kronecker Chứng minh Ta tìm hµm ma trËn E , F víi Fρ(.) ∈ CN,rd (Tk , Rm×m ), E , F ∈ Crd(T, Rm×m ) không suy biến T tuần hoàn, cho phép biến đổi hệ số: At = Et At Ft , B t = Et Bt Fρ(t) − At (F(t) ) đa phơng trình (2.2) có dạng yêu cầu Sử dụng lại ma trận Lt = F(t) , Vt nh chứng minh Định t = Bt Fρ(t) − At (Fρ(t) )∆ = Bt Lt At L lý 4.3.1 đặt At = At Ft , B t m k Ký hiÖu {jk }m k=1 vector đơn vị R Ta cã Vt jk = fρ(t) , k = r + 1, · · · , m, v× thÕ ker Aˆρ(t) = L−1 t ker Aρ(t) = diag eR (t, t0 )Z −1 (t, t0 ), Im−r Vt−1 ker Aρ(t) = span{jr+1 , · · · , jm } Vµ Vt jk = ekt , k = 1, · · · , r nªn −1 −1 r Sˆt = L−1 t St = diag eR (t, t0 )Z (t, t0 ), Im−r Vt St = R × 0m−r Do đó, toán tử chiếu chuẩn tắc lên St dọc theo ker Aˆρ(t) lµ Pˆtcan = diag (Ir , 0m−r ) t Tt Q , Qtcan = I − Ptcan = ˆ t = Aˆt − B tcan Et = G Định nghĩa G t ∆ ˆ ˆ ˆ t lµ diag (0r , Im−r ) Do phơng trình At x = Bt x có số nên G không suy biến, T tuần hoàn Ta có, −1 Aˆt = Pˆtcan = diag(Ir , 0m−r ), At = Et At Ft = G t vµ B11 B12 ˆ −1 ˆ B t = Et Bt Fρ(t) − At (Fρ(t) )∆ = Et (Bt Lt − At L∆ t ) = Gt Bt := B21 B22 §Ĩ tìm ma trận Bij ta sử dụng kết sau đợc suy từ Bổ đề 2.1.2: 98 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ˆ −1 B ˆt Q ˆ tcan = , suy i) PˆtcanG t Ir 0m−r B11 B12 B21 B22 0r Im−r = 0, tơng đơng với B12 = tcan G ˆ tcanG ˆ −1 B ˆt = Q ˆ −1 B ˆt Pˆtcan − T −1 Q ˆ tcan ii) Q t t t ˆ tcan ˆ tcan G ˆ −1 B ˆt = Q iii) −Tt Q t ˆ tcan G ˆ −1 B ˆt Pˆtcan = 0, điều tơng đơng với Kết hợp ii) iii) ta đợc Q t 0r B11 Ir = 0, v× thÕ B21 = Im−r B21 B22 0m−r Ta thÊy r»ng, ker Aˆρ(t) = span{jr+1 , · · · , jm } vµ Tt |ker A đẳng t cấu ker At ker A(t) , để đơn giản ta chọn Tt = I Ta nhận đợc, tcan ⇔ −diag (0r , Im−r )diag(B11, B22 ) = diag(0r , Im−r ), ˆ tcan G ˆ −1 B ˆt = Q Tt Q t từ suy B22 = −Im−r Do ®ã, B t = diag(B11 , Imr ) Định lý đợc chứng minh Cuối cùng, ta đa áp dụng khai triển Floquet Định lý 4.3.6 Cho tr−íc t0 ∈ Tk , At vµ Bt T tuần hoàn Khi đó, tồn điều kiện ban đầu (2.13) với x0 = để nghiệm phơng trình (2.2), (2.13) T tuần hoàn vµ chØ ma trËn eR (t0 + T, t0 ) = Z(t0 + T, t0 ) nhËn lµm giá trị riêng Chứng minh Giả sử tồn ®iỊu kiƯn ban ®Çu (2.13) víi x0 = cho nghiệm x(t) (2.2), (2.13) T tuần hoàn Theo khai triĨn Floquet cđa (2.2) ta cã biĨu diƠn x(t) = Lt diag eR (t, t0 ), 0m−r L−1 t x0 Do x(t + T ) = x(t) tơng đơng với Lt+T diag eR (t + T, t0 ), 0m−r L−1 t0 x0 = Lt diag(eR (t, t0 ), 0m−r )Lt0 x0 , vµ c¸c quan hƯ Lt+T = Lt , eR (t + T, t0 ) = eR (t + T, t0 + T )eR (t0 + T, t0 ) = eR (t, t0 )eR (t0 + T, t0 ), 99 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com nªn ta cã −1 eR (t0 + T, t0 )L−1 t x0 = L t x0 Tõ x0 = 0, dÉn ®Õn L−1 t0 x0 = 0, giá trị riêng eR (t0 +T, t0 ) = Z(t0 + T, t0 ) Đảo lại, giả sử eR (t0 + T, t0 ) = Z(t0 + T, t0 ) nhận làm giá trị riêng với vector riêng tơng ứng y0 = 0, tức là, eR (t0 + T, t0 )y0 = y0 Đặt x0 = Lt y0 ⇒ x0 = Ta cã, x(t) = Ltdiag (eR(t, t0 ), 0m−r )L−1 t x0 = Lt diag(eR (t, t0 ), 0m−r )L−1 t Lt y0 = Lt diag(eR (t, t0 ), 0m−r )y0 Do ®ã, x(t + T ) = Lt+T diag eR (t + T, t0 ), 0m−r y0 = Ltdiag eR (t + T, t0 + T ), 0m−r diag eR (t0 + T, t0 ), 0m−r y0 = Ltdiag (eR(t, t0 ), 0mr )y0 = x(t), từ suy nghiệm x(t) (2.2), (2.13) T tuần hoàn Định lý đợc chứng minh Để kết thúc phần này, ta lấy mét vÝ dô VÝ dô 4.3.7 LÊy thang thêi gian T = ∪∞ k=−∞ [2k, 2k + 1] vµ xÐt phơng trình At x = Bt x, với At = 1 , Bt = cos πt cos πt cos πt − cos πt − −1 Khi đó, thang thời gian T ma trận At , Bt tuần hoàn với chu kỳ T = Ta cã St = span{e1}, ker At = span{f2 }, ®ã e1 = (cos2 πt − cos πt + 1, − cos2 πt + cos πt) , f2 = (1, −1) 100 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com cos2 πt − cos πt + 1 − cos2 πt + cos πt −1 Vt = Ta tính đợc, Vt1 = 1 cos2 t + cos πt − cos2 πt + cos πt − 1 Tt = I Khi đó, Qt phép chiếu lên ker At däc theo St vµ tháa m·n Pρ(0) = P0can, ë Pt := I Qt Ptcan = Vt diag(I1, 01 )Vt−1 Chän Qt = Ta thÊy r»ng Gt = At − Bt Tt Qt = 1 cos πt cos πt + Do det Gt = = vµ rank At = víi t T, nên phơng trình có số Ta cã −1 At = (Pρ(t) )∆ (I + Tt Qt G−1 t Bt ) + Pt Gt Bt = cos πt − cos πt − 0 Dễ dàng kiểm tra đợc At rd-liên tục hồi quy T Vì thế, phơng tr×nh u∆ = At u, (4.8) u(0) = Pρ(0) x0 (4.9) với điều kiện ban đầu giải đợc Tk Đặt u = (u1 , u2 ) , u(0) = (u01 , u02 ) vµ h = cos t Nghiệm phơng trình (4.8) với điều kiện ban đầu (4.9) đợc biểu diễn u = e (t, 0)u0 + u0 t e (t, σ(s))h(s)∆s, h h u2 = u0 101 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Do ®ã, Φ0 (t, 0) = eh (t, 0) t eh (t, (s))h(s)s , toán tử Cauchy phơng trình (t, 0) = Ptcan (t, 0)Pρ(0) = cos2 πt − cos πt + 1 diag eh (t, 0), − cos2 πt + cos πt −1 1 −1 Ta nhËn đợc khai triển Floquet phơng trình At x = Bt x mà không cần phải biến đổi thêm Chú ý rằng, nghiệm phơng trình với điều kiện ban đầu P(0) (x(0) x0 ) = cho bëi x(t) = Φ(t, 0)x0 = 4.4 cos2 πt − cos πt + cos2 πt − cos πt + eh (t, 0)x0 − cos2 πt + cos πt − cos2 πt + cos πt Kết luận Chơng Trong chơng đà mở rộng thống số kết đà biết [61], [12] [31] lần lợt cho phơng trình vi phân đại số, phơng trình sai phân đại số cho phơng trình động lực tuyến tính (thờng) thang thời gian Ngoài ra, ta sử dụng kết thu đợc để tiếp tục nghiên cứu tính ổn định phơng trình động lực ẩn nh tác giả đà làm [12, 61] Chẳng hạn, để xét tính ổn định phơng trình động lực ẩn có hệ số tuần hoàn thang thời gian tuần hoàn At x = Bt x ta sư dơng khai triĨn Floquet (4.5) tính chất đặc biệt ma trận R(·): eR (t, t0 ) = Z(t0 + T, t0 ) 102 t−t0 T TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Kết bàn luận Kết luận nghiên cứu Trong luận án, đà thu đợc kết sau đây: ã Đa khái niệm số trình bày cách giải toán Cauchy cho phơng trình động lực ẩn tuyến tính cho số lớp phơng trình động lực ẩn phi tuyến có số thang thời gian ã Đa khái niệm ổn định phơng trình động lực ẩn; sử dụng phơng pháp hàm Lyapunov để xét tính ổn định phơng trình phi tuyến có dạng: At x = f (t, x) ã Đa số điều kiện để bán kính ổn định dơng; số điều kiện để để bán kính ổn định thực bán kính ổn định phức phơng trình động lực Èn tun tÝnh cã hƯ sè h»ng lµ b»ng ã Trình bày phép biến đổi Lyapunov; tính ổn định phơng trình động lực ẩn thực phép biến đổi Lyapunov; chứng minh định lý Floquet Lyapunov phơng trình động lực ẩn tuyến tính Sau số hớng nghiên cứu thời gian tới: ã Đa khái niệm số cao phơng trình động lực ẩn tuyến tính Giải toán Cauchy cho trờng hợp ã Đa công thức tính bán kính ổn định cho phơng trình động lực thờng nh cho phơng trình ®éng lùc Èn tuyÕn tÝnh víi 103 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com hệ số biến thiên ã Việc xây dựng định nghĩa số mũ Lyapunov nh số mũ Bohl vấn đề cần đợc nghiên cứu thêm Cho đến nay, khái niệm logarithm thang thời gian (ta hiểu nh hàm số ngợc hàm mũ thang thời gian) toán mở [23], nên việc định nghĩa số mũ Lyapunov hàm số xác định thang thời gian thông qua logarithm thang thời gian (nh trờng hợp thang liên tục rời rạc) điều cha thể ã Tính điều khiển đợc tính ổn định hóa cho phơng trình động lực ẩn toán cha đợc khai thác nhiều thang thời gian ã Nghiên cứu toán chuyển mạch phơng trình động lực ẩn tuyến tính thang thời gian Chúng hy vọng vấn đề nêu sớm đợc giải 104 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tài liệu tham khảo [*] Tiếng Việt [1] E A Barbasin (1973), Mở đầu lý thuyết ổn định, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Nguyễn Thế Hoàn, Phạm Phu (2003), Cơ sở phơng trình vi phân lý thuyết ổn định, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [3] I G Malkin (1980), Lý thuyết ổn định chuyển động, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội [4] Nguyễn Xuân Liêm (1996), Giải tích hàm, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [5] Hoàng Tụy (1979), Giải tích đại,, Tập 1, 2, 3, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [*] Tiếng Anh [6] R P Agarwall (2000), Difference Equations and inequalities-Theory, Methods, and Applications, second ed., Dekker, NewYork [7] C D Ahlbrandt and J Ridenhour (2003), "Floquet theory for time scales and Putzer representations of matrix logarithms", J Difference Equ Appl., 9, pp 77-92 [8] P K Anh and H T N Yen (2004), "On the solvability of initialvalue problems for nonlinear implicit difference equations", Adv Difference Equ., 3, pp 195-200 106 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com [9] P K Anh, N H Du, and L C Loi (2004), "Connections between implicit difference equations and differential-algebraic equations", Acta Math Vietnam., 29(1), pp 23-39 [10] Pham Ky Anh and Dau Son Hoang (2006), "Stability of a Class of Singular Difference Equations", International Journal of Difference Equations, 1(2), pp 181-193 [11] P K Anh and L C Loi (2006), "On discrete analogues of nonlinear implicit differential equations", Adv Difference Equ., Article ID 43092, pp 1-19 [12] P K Anh and H T N Yen (2006), "Floquet theorem for linear implicit nonautonomous difference systems", J Math Anal Appl., 321, pp 921-929 [13] V B Bajic (1981), "Note on Stability of Trivial Solution in The Sense of Lyapunov", Univ Beograd Publ Elektrotehn Fak Ser Math Fiz., 716-734, pp 87-90 [14] V B Bajic (1987), "Lyapunov function candidates for semi-state systems", Int J Control, 46(6), pp 2171-2181 [15] V B Bajic, D LJ Debeljkovic, B B Bogicevic and M B Jovanovic (1998), "Non-Lyapunov stability robustness consideration for discrete linear descriptor systems", IMA Journal of Mathematical Control & Information, 15, pp 105-115 [16] Z Bartosiewics, E Piotrowska and M Wyrwas (2007), "Stability, Stabilization and Observers of Linear Control Systems on Time Scales", Proceeding of the 46th IEEE Conference on Decision and Control, New Orleans, LA, USA, Dec., pp 12-14 [17] A Berman and R.J Plemmons (1979), Nonnegative Matrices in Mathematical Sciences, Acad Press, New York 107 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com [18] M F Bondarenko, L A Vlasenko and A G Rutkas (1999), "Periodic solutions of a class of implicit difference equations", Dopov Nats Akad Nauk Ukr Mat Prirodzn Tekh Nauki, 1, pp 9-14 [19] M F Bondarenko and A G Rutkas (2001), "Criteria for the determinacy of implicit discrete nonautonomous systems", Dopov Nats Akad Nauk Ukr Mat Prirodzn Tekh Nauki, 2, pp 7-11 [20] E Akin-Bohner and Y N Raffoul (2006), "Boundedness in Functional Dynamic Systems on Time scales", Advances in Difference Equations, 2006, pp 1-18 [21] M Bohner and A Peterson (2001), Dynamic equations on time scales: An introduction with applications, BirkhĒ auser, Boston [22] M Bohner and A Peterson (2003), Advances in Dynamic Equations on Time Scales, BirkhĒ auser, Boston [23] M Bohner (2005), "The logarithm on time scales", J Differ Equations Appl., 11(15), pp 1305-1306 [24] M Bracke (2000), On stability radii of parametrized linear differential-algebraic systems, Ph.D thesis, University of Kaiserslautern [25] A Cabada and D R Vivero (2006), "Expression of the Lebesgue ∆-integral on time scales as a usual Lebesgue integral; application to the caculus of ∆−antiderivatives", Math Comput Modelling, 43, pp 194- 207 [26] L S Campbell (1980), Singular Systems of Differential Equations I, II, Pitman Advanced Publishing Program, London [27] F Casas, J A Oteo, and J Ros (2001), "Floquet theory: exponential perturbative treatment", J Phys A, 34, pp 3379-3388 108 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com [28] S N Chow, K Lu, and J Mallet-Paret (1994), "Floquet theory for parabolic differential equations", J Differential Equations, 109, pp 147-200 [29] C Chicone (1999), Ordinary Differential Equations with Applications, Springer-Verlag, New York [30] J J DaCunha (2005), "Stability for time varying linear dynamic systems on time scales", J Comput Appl Math., 176(2), pp 381410 [31] J J DaCunha and J M Davis (2011), "A unified Floquet theory for discrete, continuous, and hybrid linear systems", J Differential Equations, 251, pp 2987-3027 [32] L Dai (1989), Singular control systems, Lecture Notes in Control and Information Sciences, 118, Springer-Verlag [33] J M Davis, I A Gravagne, R J Marks II, A A Ramos (2010), "Algebraic and Dynamic Lyapunov Equations on Time Scales", 42nd South Eastern Symposium on System Theory University of Texas at Tyler, TX, USA, March 7-9 [34] A Demir (2000), "Floquet theory and non-linear perturbation analysis for oscillators with differential-algebraic equations", Int J Circ Theor Appl., 28, pp 163-185 [35] T.S Doan, A Kalauch and S Siegmund (2009), "Exponential Stability of Linear-Time Invariant Systems on Time Scales", Nonlinear Dynamics and Systems Theory, 9, pp 37-50 [36] T.S Doan, A Kalauch, S Siegmund, and F Wirth (2010), "Stability radii for positive linear time-invariant systems on time scales", Systems & Control Letters, 59(3-4), pp 173-179 [37] N H Du (1999), "Stability radii for differential-algebraic equations", Vietnam J Math., 27, pp 379-382 109 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com [38] Nguyen Huu Du, Vu Hoang Linh (2006), "Stability radii for linear time-varying differential-algebraic equations with respect to dynamic perturbations", J Differential Equations, 230, pp 579-599 [39] Nguyen Huu Du, Trinh Khanh Duy and Vu Tien Viet (2007), "Degenerate Cocycle with Index-1 and Lyapunov Exponents", Stochastics and Dynamics, 7(2), pp 1-17 [40] N H Du (2008), "Stability radii of differential-algebraic equations with structured perturbations", Systems & Control Letters, 57, pp 546-553 [41] N H Du, N C Liem, C J Chyan and S W Lin (2011), "Lyapunov Stability of Quasi-linear Implicit Dynamic Equations on Time Scales", Journal of Inequalities and Applications, Volume 2011, Article ID 979705, pp 1-27 [42] Nguyen Huu Du and Nguyen Chi Liem (2011), "Linear Transformations and Floquet Theorem for Linear Implicit Dynamic Equations on Time Scales", submitted to Asian-European Journal of Mathematics, 18pp [43] Nguyen Huu Du, Do Duc Thuan, Nguyen Chi Liem (2011), "Stability Radius of Linear Implicit Dynamic Equations with Constant Coefficients on Time Scales", Systems & Control Letters, 60, pp 596-603 [44] N T Ha, B Rejanadit, N V Sanh and N H Du (2009), "Stability radii for implicit difference equations", Asian-European J of Mathematics, 2(1), pp 95-115 ` [45] G Floquet (1883), "Sur les e´quations differentielles line´aires a ´ cole Norm Sup., 12, pp 47-89 coeficients periodiques", Annales E [46] E Griepentrog and R MĒ arz (1986), Differential-algebraic equations and their numerical treatment, Teubner, Leipzig 110 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com [47] G Sh Guseinov (2003), "Integration on time scales", J Math Anal Appl., 285, pp 107-127 [48] T Gard and J Hoffacker (2003), "Asymptotic behavior of natural growth on time scales", Dynamic Systems and Applications, 12( 1-2), pp 131-148 [49] S Hilger (1988), Ein Maβ kettenkalkul mit Anwendung auf Zentrumsmannigfaltigkeiten, Ph.D thesis, UniversitĒ at WĒ urzburg [50] S Hilger (1990), "Analysis on measure chains - A unified approach to continuous and discrete calculus", results Math., 18, pp 18-56 [51] D Hinrichsen and A J Pritchard (1986), "Stability radii of linear systems", Systems & Control Letters, 7, pp 1-10 [52] D Hinrichsen, A J Pritchard (1986), "Stability radius for structured perturbations and the algebraic Riccati equation", Systems & Control Letters, 8, pp 105-113 [53] D Hinrichsen, A Ilchmann, A J Pritchard (1989), "Robustness of stability of time-varying linear systems", J Differential Equations, 82, pp 219-250 [54] D Hinrichsen, N.K Son (1989), "The complex stability radius of discrete-time systems and symplectic pencils", Proceedings of the 28th IEEE Conference on Decision and Control, 1-3, pp 2265-2270 [55] ] J Hoffacker and C C Tisdell (2005), "Stability and Instability for Dynamic Equations on Time Scales", Computers and Mathematics with Applications, 0, pp 1-8 [56] B Jacob (1998), "A formula for the stability radius of time-varying systems", J Differential Equations, 142, pp 167-187 [57] W G Kelley, A C Peterson (2001), Difference Equations: An Introduction with Applications, 2nd Edition, Academic Press, San Diego 111 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com [58] P Kunkel and V Mehrmann (2006), Differential-Algebraic Equations, Analysis and Numerical Solution, European Math Soc Publ House [59] V Lakshmikantham, S Sivasundaram and B Kaymakcalan (1996), Dynamic systems on measure chains, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands [60] Le Hong Lan and Nguyen Chi Liem (2010), "Stability Radius of Linear Dynamic Equations with Constant Coefficients on Time Scales", VNU Journal of Science, Mathematics - Physics, 26, pp 163-173 [61] R Lamour, R MĒ arz, R Winkler (1998), "How Floquet theory applies to index-1 differential algebraic equations", J Math Anal Appl., 217, pp 371-394 [62] Nguyen Chi Liem (2011), "On Initial and Boundary Value Problem for Linear Implicit Dynamic Equations on Time Scales", submitted to Acta Mathematica Vietnamica, 16pp [63] Nguyen Chi Liem, Tran Thi Anh Hoa and Nguyen Huu Du (2012), "Lyapunov Exponents for Dynamic Systems on Time Scales", submitted to Mathematical and Computer Modelling, 17pp [64] L C Loi, N H Du, and P K Anh (2002), "On linear implicit nonautonomous systems of difference equations", J Difference Equ Appl., 8(12), pp 1085-1105 [65] A M Lyapunov (1892), "Proble`me ge´ne´rale de la stabilite´ de mouvement", Annals of Mathematics Studies, 17, Princeton, NJ, 1947 (originally: Kharkov, Russian) [66] R MĒ arz (1998), "Criteria for the Trivial Solution of Differential Algebraic Equations with Small Nonlinearities to be Asymptotically Stable", J of Math Analy App., 225, pp 587-607 112 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com [67] R MĒ arz (2004), Projectors for matrix pencils, Humboldt University, Berlin, Germany [68] V Mehrmann, R Nabben and E Virnik (2008), "Generalisation of the Perron-Frobenius theory to matrix pencils", Linear Algebra and its Applications, 428, pp 20-38 [69] M M Milic and V B Bajic (1987), "Quanlitative Analysis of Motion Properties of Semistate Models of Large-Scale Systems", Circuits Systems Signal Process, 6(3), pp 315-334 [70] A C Peterson and C C Tisdell (2004), "Boundedness and uniqueness of solutions to dynamic equations on time scales", J Difference Equ Appl., 10(13-15), pp 1295-1306 [71] A Peterson and Y N Raffoul (2005), Advances in difference equations, 2, pp 133-144, Hindawi Publishing Corporation [72] C PĒ otzsche (2002), "Chain rule and invariance principle on measure chains", J Comput Appl Math., 41, pp 249-254 [73] C PĒ otzsche, S Siegmund and F Wirth (2003), "A spectral characterization of exponential stability for linear time-invariant systems on time scales", Discrete and Continuous Dynamical System, 9(5), pp 1123-1241 [74] C PĒ otzsche (2004), "Exponential dichotomies of linear dynamic equations on measure chains slowly varying coefficients", J Anal Math Appl., 289, pp 317-335 [75] W J Rugh (1996), Linear System Theory, Prentice-Hall, Englewood Cliffs [76] E L Yip and R F Sincovec (1981), "Solvability, controllability and observability of continuous descriptor systems", IEEE Trans Aut Control, AC-26(3), pp 702-706 113 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... trình động lực ẩn tuyến tính cho số lớp phơng trình động lực ẩn phi tuyến thang thời gian ã Chơng nghiên cứu tính ổn định phơng trình động lực ẩn Phần đầu chơng xét tính ổn định phơng trình động. .. NGUYỄN CHÍ LIÊM TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC ẨN TRÊN THANG THỜI GIAN Chun ngành: Tốn Giải tích Mã số : 62 46 01 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ TOÁN HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:... bán kính ổn định dơng, bên cạnh số điều kiện để bán kính ổn định thực bán kính ổn định phức ã Chơng trình bày phép biến đổi Lyapunov định lý Floquet áp dụng cho phơng trình động lực ẩn tuyến tính