Dois métodos para a investigação de ciclos limites que bifurcam de centros

Um dos mais investigados problemas na teoria qualitativa dos sistemas dinâmicos no plano é o XVI problema de Hilbert que trata dos ciclos limites. Mais precisamente, a segunda parte do referido problema questiona sobre o número máximo de ciclos limites de um sistema diferencial polinomial plano de grau n. Por ciclo limite entendemos uma órbita fechada isolada no conjunto de todas as órbitas periódicas de um sistema diferencial plano. Uma maneira clássica de obter um ciclo limite é perturbando um sistema com uma singularidade do tipo centro. Nesta dissertação apresentamos dois métodos utilizados para a análise do número de ciclos limites que bifurcam de um centro, a saber o método das integrais abelianas e o método do averaging.One of the most investigated problems in the qualitative theory of dynamical systems in the plane is the XVI Hilbert's problem which deals with limit cycles. More precisely, the second part of the problem asks about the maximum number of limit cycles of a polynomial differential system of degree n. A limit cycle is a single closed orbit on the set of all periodic orbits of a differential planar system. A classic way to obtain a limit cycle is perturbing a system with a singularity of center type. In this work we discuss about two methods used to investigate the number of limit cycles which bifurcate from a center; they are known as Abelian integrals and averaging theory

Global phase portraits of ℤ2-symmetric planar polynomial Hamiltonian systems of degree three with a nilpotent saddle at the origin

We characterize the phase portraits in the Poincaré disk of all planar polynomial Hamiltonian systems of degree three with a nilpotent saddle at the origin and ℤ2-symmetric with (x,y)→(-x,y)

Qualitative Analysis of Solutions to the Semiclassical Einstein Equation in homogeneous and isotropic Spacetimes

In der vorliegenden Arbeit werden Methoden aus der Theorie der dynamischen Systeme verwendet, um das qualitative Verhalten von Lösungen der semiklassischen Einsteingleichung für Friedmann-Lamaître-Robertson-Walker Raumzeiten zu untersuchen. Es werden ausschließlich masselose und konform gekoppelte Quantenfelder betrachtet. Bei der Renormierung des Energie-Impuls-Tensors solcher Quantenfelder treten Ambiguitäten auf, die sich als freie Parameter in der semiklassischen Einsteingleichung manifestieren. Mit Hilfe der Theorie der dynamischen Systeme ist es möglich, Lösungen nach ihren qualitativen Verhalten zu klassifizieren und dadurch Argumente für oder gegen bestimmte Werte der Renormierungskonstanten herauszuarbeiten. Befindet sich das Quantenfeld im konformen Vakuumzustand, erhält man ein zweidimensionales dynamisches System. Für dieses dynamische System werden die strukturell stabilen Fälle und Bifurkationsdiagramme herausgearbeitet, sowie das globale Stabilitätsverhalten der Minkowski und De-Sitter Gleichgewichtspunkte. Mittels dieser Analyse wird das qualitative Verhalten der semiklassischenLösungen mit dem qualitativen Verhalten der Lösungen des Lambda-CDM Modells der Kosmologie verglichen. Es zeigt sich, dass das semiklassische Modell in der Lage ist das qualitative Verhalten von Lösungen des klassischen Lambda-CDM Modells wiederzugeben. Weiterhin wird gezeigt, das im Vakuumfall Lösungen existieren, welche sich, im Gegensatz zu Lösungen des klassischen Lambda-CDM Modells, im Allgemeinen nicht eindeutig durch ihre Anfangsdaten bestimmen lassen. Um dieses atypische Verhalten aufzulösen müssen die Trajektorien dieser Lösungen in einem dreidimensionalen Phasenraum betrachtet werden.Das entsprechende dreidimensionale dynamische System beschreibt das dynamische Verhalten der Lösungen für beliebige Quantenzustände. Für allgemeine Quantenzustände wird die lokale (Lyapunov-) Stabilität der Gleichgewichtspunkte untersucht und für eine spezielle Wahl der Renormierungskonstanten und des Quantenzustandes neue Lösungen gefunden und mit Lösungen des klassischen Lambda-CDM Modells verglichen. Auch hier besteht eine qualitative Äquivalenz

Bifurcation analysis of the Topp model

In this paper, we study the 3-dimensional Topp model for the dynamicsof diabetes. We show that for suitable parameter values an equilibrium of this modelbifurcates through a Hopf-saddle-node bifurcation. Numerical analysis suggests thatnear this point Shilnikov homoclinic orbits exist. In addition, chaotic attractors arisethrough period doubling cascades of limit cycles.Keywords Dynamics of diabetes · Topp model · Reduced planar quartic Toppsystem · Singular point · Limit cycle · Hopf-saddle-node bifurcation · Perioddoubling bifurcation · Shilnikov homoclinic orbit · Chao

Notes in Pure Mathematics & Mathematical Structures in Physics

These Notes deal with various areas of mathematics, and seek reciprocal combinations, explore mutual relations, ranging from abstract objects to problems in physics.Comment: Small improvements and addition