Интегрируемость комплексных гамильтоновых систем с неполными потоками в C^2, страница 15
Описание файла
PDF-файл из архива "Интегрируемость комплексных гамильтоновых систем с неполными потоками в C^2", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст 15 страницы из PDF
. . , an , êàæäîå èç êîòîðûõ ñîåäèíÿåò îáå âåðøèíû, ãîìåîìîðôíûé ãðàôóK2,n è íàçûâàåìûéèñ÷åçàþùèì ãðàôîì äëÿ ôóíêöèègn . Ïðè n = 2 èñ÷å-çàþùèé ãðàô ãîìåîìîðôåí îêðóæíîñòè è íàçûâàåòñÿèñ÷åçàþùåé îêðóæ-íîñòüþ.Îñòàâøååñÿ ñîîòíîøåíèå ∼2 â (3.2.2) îòîæäåñòâëÿåò äðóã ñ äðóãîìñëîè âèäà ({(0, ϕ mod 2π)} × S 1 × ([−1, 0− ] t [0+ , 1]))/ ∼1 , ϕ mod 2π ∈ S 1(îñîáûé ñëîé). Èç ñîîòíîøåíèé â (3.2.2) ñëåäóåò, ÷òî íà îñîáîì ñëîå èñ÷åçàþùèé ãðàô ñêëåèâàåòñÿ â òî÷êó (ïåðåòÿæêà íà îñîáîì ñëîå).
Òàêèì îáðàçîì, ñåìåéñòâî èñ÷åçàþùèõ ãðàôîâ (èñ÷åçàþùèõ îêðóæíîñòåé ïðè n = 2) íàíåîñîáûõ ñëîÿõ ñòðåìèòñÿ ê îñîáîé òî÷êå (èñ÷åçàåò) ïðè ñòðåìëåíèè ñëîÿ êîñîáîìó.(Á) Èç (À) è äîêàçàòåëüñòâà óòâåðæäåíèÿ 3.2.1 ñëåäóåò, ÷òî èñ÷åçàþùèé2ãðàô αξ íà íåîñîáîì ñëîå Tξ = gn−1 (ξ), ξ ∈ Dξ0 ,ε \ {ξ0 }, èìååò âèä αξ =n−1S(Prw |Tξ )−1 (γ0,wi,ξ ), ãäå Prw : (z, w) 7→ w, wi,ξ êîðíè óðàâíåíèÿ wn = ξ−ξ0 ,i=00 ≤ i < n, ÷åðåç γa,b îáîçíà÷åí ïðÿìîëèíåéíûé îòðåçîê íà C ñ êîíöàìèa, b ∈ C.Äîêàçàòåëüñòâî óòâåðæäåíèÿ 3.2.1.4Øàã 1.
Ôóíêöèÿ q : Mε,n→ C îïðåäå-ëåíà êîððåêòíî, òàê êàê ïðè 0 ≤ k < nq(r, ϕ mod 2π,ϕ ± t + 2πkmod 2π, 0∓ ) = reiϕ +ξ0 , q(0, ϕ mod 2π, ψ mod 2π, h) = ξ0 .nØàã 2. Äëÿ ëþáûõ n ∈ N, n ≥ 2, ϕ0 ∈ R, 0 ≤ a < b ðàññìîòðèì â97ïëîñêîñòè C ïîäìíîæåñòâàAn,ϕ0 ,a,b,± := {w = reiϕ ∈ C | a ≤ r ≤ b, 0 ≤ ±(ϕ−ϕ0 ) ≤π}, Bn,ϕ0 ,b,± := An,ϕ0 ,0,b,± .nÂâåäåì âåùåñòâåííûå êîîðäèíàòû (u = un,ϕ0 ,± , v = vn,ϕ0 ,± ) íà Bn,ϕ0 ,b,± ñîîòπíîøåíèåì uei(ϕ0 ± n ) + veiϕ0 = w, ãäå 0 ≤ u ≤ b, 0 ≤ v ≤ dn,b (u), dn,b (u) :=−u cosπn+qb2 − u2 sin2 ( πn ). Ïîäìíîæåñòâî An,ϕ0 ,a,b,± ⊂ Bn,ϕ0 ,b,± â êîîðäèíàòàõ(u, v) çàäàåòñÿ ñîîòíîøåíèÿìè dn,a (u) ≤ v ≤ dn,b (u) è 0 ≤ u ≤ b.
Îïðåäåëèìãîìåîìîðôèçì αn,ϕ0 ,a,b,± : Bn,ϕ0 ,b,± → An,ϕ0 ,a,b,± â êîîðäèíàòàõ (u, v) ôîðìóëîé (u, v),u ≥ a,αn,ϕ0 ,a,b,± (u, v) = (u, d (u) + v dn,b (u)−dn,a (u) ), u ≤ a.n,adn,b (u)Îòîáðàæåíèå αn,ϕ0 ,a,b,± êîððåêòíî îïðåäåëåíî è íåïðåðûâíî, òàê êàê ïðè u =ìíîæåñòâà An,ϕ0 ,a,bdn,b (u)−dn,a (u))dn,b (u)= (u, v) â ñèëó dn,a (a) = 0. ÂâåäåìSS:= An,ϕ0 ,a,b,+ An,ϕ0 ,a,b,− , Bn,ϕ0 ,b := Bn,ϕ0 ,b,+ Bn,ϕ0 ,b,− , èa âûïîëíåíî (u, dn,a (u) + vãîìåîìîðôèçì αn,ϕ0 ,a,b : Bn,ϕ0 ,b → An,ϕ0 ,a,b , ïîëàãàÿ αn,ϕ0 ,a,b (w) := αn,ϕ0 ,a,b,± (w)ïðè w ∈ Bn,ϕ0 ,b,± .44Øàã 3. Ïðè ÷åòíîì n îïðåäåëèì îòîáðàæåíèå h1 : V ε,n → Mε,nôîðìóëîé|α(w)|−r1/nr, ϕ, −η arg α(w), η (2ε)1/n −r1/n , r ≥ 0, wn e−iϕ 6∈ [0, r],h1 (z, w) :=(r, ϕ, −η arg α(w), 0η ) ,r > 0, wn e−iϕ ∈ [0, r], (0, 0, 0, 0 ) ,z = w = 0,−4ãäå âòîðàÿ è òðåòüÿ êîîðäèíàòû òî÷êè h1 (z, w) ∈ Mε,nðàññìàòðèâàþòñÿ ïîìîäóëþ 2π , z 2 + wn = reiϕ , r ∈ [0, ε], 0 ≤ ϕ < 2π , ϕ := 0 ïðè r = 0,z),sgn (Im wn/2 − sgn ( z ),wn/2η = η(z, w) :=−, − sgn ( z ),eiϕ/298r ≥ 0, wn e−iϕ 6∈ [0, r],r > 0, wn e−iϕ ∈ (0, r),r ≥ 0, wn = reiϕ , z = 0,r > 0, w = 0,α(w) = αr,ϕ,l (w) := αn, ϕ+π+2πl ,r1/n ,(2ε)1/n (w), ÷èñëî l = l(r, ϕ, w) ∈ Z ∩ [0, n − 1]nîïðåäåëÿåòñÿ óñëîâèÿìè l(r, ϕ, 0) := 0, arg w ∈ [ ϕ+2πln ,ϕ+2π(l+1))nïðè w 6= 0.Ïðîâåðèì êîððåêòíîñòü îïðåäåëåíèÿ çíàêà η(z, w) = ±.
 ïåðâûõ äâóõñëó÷àÿõ èìååì w 6= 0, ïîëîæèì λ = λ(z, w) :=z,wn/2îòêóäà reiϕ = z 2 + wn =(λ2 + 1)wn . Ïîýòîìó â ïåðâîì ñëó÷àå λ2 6∈ [0, +∞), îòêóäà λ 6∈ R, à âî âòîðîìñëó÷àå λ2 > 0, ïîýòîìó λ ∈ R \ {0}.  ÷åòâåðòîì ñëó÷àå èç w = 0 èìååìz = ±r1/2 eiϕ/2 , ïîýòîìózeiϕ/2= ±r1/2 ∈ R \ {0}. Çíà÷èò, η(z, w) è h1 (z, w)îïðåäåëåíû êîððåêòíî.Îòìåòèì, ÷òî âî âòîðîì ñëó÷àå îïðåäåëåíèÿ η(z, w) âûïîëíåíî2nλ2 + 1, λ ∈ R \ {0}, îòêóäà d z w+w= 2λdλ, è Im(dλ(z, w)) =n12λz 2 +wnwn2=nIm(d z w+wn ).Øàã 4. Ïðîâåðèì, ÷òî îòîáðàæåíèå h1 íåïðåðûâíî â êàæäîé òî÷êå (ẑ, ŵ) ∈4V ε,n .
Ïóñòü r̂, ϕ̂, ˆl, η̂ := η(ẑ, ŵ), α̂ := αr̂,ϕ̂,ˆl (ŵ) è r, ϕ, l, η = η(z, w), α :=αr,ϕ,l (w) ñîîòâåòñòâóþùèå çíà÷åíèÿ â òî÷êàõ (ẑ, ŵ) è (z, w). Îáîçíà÷èì÷åðåç ˜l ∈ Z òàêîå ÷èñëî, ÷òî |ϕ + 2π˜l − ϕ̂ − 2πˆl| < π (åñëè ϕ 6∈ ϕ̂ + π + 2πZ).44Îáîçíà÷èì ÷åðåç V ε,n (ẑ, ŵ) ìíîæåñòâî âñåõ òî÷åê (z, w) ∈ V ε,n , äëÿ êîòîðûõl := l(r, ϕ, w) = ˜l è çíà÷åíèÿ h1 (z, w) è η := η(z, w) âû÷èñëÿþòñÿ ïî òåì æå4ôîðìóëàì, ÷òî h1 (ẑ, ŵ) è η̂ .
Òîãäà h1 (z, w) → h1 (ẑ, ŵ) ïðè (z, w) ∈ V ε,n (ẑ, ŵ)4è (z, w) → (ẑ, ŵ). Ïóñòü äàëåå òî÷êà (z, w) ∈ V ε,n äîñòàòî÷íî áëèçêà ê (ẑ, ŵ).Ðàññìîòðèì âñå âîçìîæíûå ïîëîæåíèÿ òî÷êè (ẑ, ŵ).À. Äîïîëíåíèå ê èñ÷åçàþùåìó ãðàôó â íåîñîáîì ñëîå.Ïóñòü r̂ > 0, ŵn e−iϕ̂ 6∈[0, r̂]. Òîãäà çíà÷åíèÿ h1 (z, w) è η = η(z, w) âû÷èñëÿþòñÿ ïî ñâîèì ïåðâûìôîðìóëàì, îòêóäà η = η̂ . Åñëè arg ŵ >4ϕ̂+2πˆln ,òî l = ˜l, îòêóäà (z, w) ∈V ε,n (ẑ, ŵ) è âñå äîêàçàíî (ñì. âûøå).
Åñëè arg ŵ =ϕ̂+2πˆln ,òî αr̂,ϕ̂,ˆl (ŵ) = ŵè αr,ϕ,l (w) = w äëÿ ëþáîé òî÷êè (z, w) èç ìàëîé îêðåñòíîñòè òî÷êè (ẑ, ŵ)99(íåçàâèñèìî îò ϕ, l), â ñèëó ïîñòðîåíèÿ ãîìåîìîðôèçìà αn,ϕ0 ,a,b íà øàãå 2.Ïîýòîìó îòîáðàæåíèå h1 (z, w) íåïðåðûâíî â äàííîé îêðåñòíîñòè.Á.
Äîïîëíåíèå ê èñ÷åçàþùåìó ãðàôó â îñîáîì ñëîå.Ïóñòü r̂ = 0, ŵ 6= 0.Òîãäà αr,ϕ,l (w) → α0,ϕ,l (ŵ) = ŵ = α̂ ïðè (z, w) → (ẑ, ŵ) (íåçàâèñèìî îò ϕ, l). Âìàëîé îêðåñòíîñòè òî÷êè (ẑ, ŵ) çíà÷åíèÿ h1 (z, w) è η = η(z, w) âû÷èñëÿþòñÿïî ïåðâûì ôîðìóëàì, ïîýòîìó η = η̂ è h1 (z, w) → h1 (ẑ, ŵ) ïðè (z, w) →(ẑ, ŵ).Â. Îòêðûòîå ðåáðîaˆl+1èñ÷åçàþùåãî ãðàôà íà íåîñîáîì ñëîå.Ïóñòü r̂ >0, ŵn e−iϕ̂ ∈ (0, r̂]. Òîãäà çíà÷åíèå h1 (ẑ, ŵ) âû÷èñëÿåòñÿ ïî âòîðîé ôîðìóëå,à çíà÷åíèå η̂ = η(ẑ, ŵ) ïî âòîðîé èëè òðåòüåé ôîðìóëå.
Èìååì ŵ 6= 0,arg ŵ =ϕ̂+2πˆln ,|α̂| = r̂1/n , arg α̂ =ϕ̂+2πˆl+t̂näëÿ íåêîòîðîãî t̂ ∈ [0, π).4Åñëè ẑ 6= 0 è (z, w) 6∈ V ε,n (ẑ, ŵ), òî wn e−iϕ 6∈ [0, r] è êàæäîå çíà÷åíèåh1 (ẑ, ŵ) è η(ẑ, ŵ) (ñîîòâåòñòâåííî h1 (z, w) è η(z, w)) âû÷èñëÿåòñÿ ïî ñâîåéâòîðîé (ñîîòâåòñòâåííî ïåðâîé) ôîðìóëå, ïðè÷åì âûïîëíåíî ëèáî arg w ∈˜l ϕ+2π(˜l+1)˜l, ëèáî arg w ∈ ( ϕ+2π(˜l−1) , ϕ+2π˜l ) è l = ˜l − 1.  ïåðâîì( ϕ+2π,)èl=nnnnñëó÷àå ïðè (z, w) → (ẑ, ŵ) èìååì, âî-ïåðâûõ, αr,ϕ,l (w) → αr̂,ϕ̂,ˆl (ŵ) = α̂, îòêóäà|αr,ϕ,l (w)| → |α̂| = r̂1/n è arg αr,ϕ,l (w) → arg α̂ =ϕ̂+2πˆl+t̂,nà, âî-âòîðûõ, çíà÷å-z) = sgn (Im λ(z, w)) (âû÷èñëåííîå ïî ïåðâîéíèå η := η(z, w) = sgn (Im wn/2ôîðìóëå) â ñèëó λ̂ ∈ R \ {0} è ôîðìóëû äëÿ Im(dλ(ẑ, ŵ)), ñì.
øàã 3, ðàâíî2nçíà÷åíèþ sgn (λ̂ Im z w+wn ) = − sgn λ̂ = η̂ (âû÷èñëåííîìó ïî âòîðîé ôîðìóëå).Ïîýòîìó çíà÷åíèå h1 (z, w), âû÷èñëåííîå ïî ïåðâîé ôîðìóëå, ñòðåìèòñÿ ê çíàˆl+t̂÷åíèþ (r̂, ϕ̂, −η̂ ϕ̂+2π, 0η̂ ) = h1 (ẑ, ŵ), âû÷èñëåííîìó ïî âòîðîé ôîðìóëå. Âînâòîðîì ñëó÷àå ïðè (z, w) → (ẑ, ŵ) èìååì, âî-ïåðâûõ, αr,ϕ,l (w) → αr̂,ϕ̂,ˆl−1 (ŵ),îòêóäà |αr,ϕ,l (w)| → r̂1/n è arg αr,ϕ,l (w) →100ϕ̂+2πˆl−t̂,nè, âî-âòîðûõ, çíà÷åíèåzη(z, w) = sgn (Im wn/2) = sgn (Im λ(z, w)) (âû÷èñëåííîå ïî ïåðâîé ôîðìóëå)â ñèëó λ̂ ∈ R \ {0} è ôîðìóëû äëÿ Im(dλ(ẑ, ŵ)), ñì. øàã 3, ðàâíî çíà÷åíèþ2nsgn (λ̂ Im z w+wn ) = sgn λ̂ = −η̂ (âû÷èñëåííîìó ïî âòîðîé ôîðìóëå). Ïîýòîìóçíà÷åíèå h1 (z, w) (âû÷èñëåííîå ïî ïåðâîé ôîðìóëå) ñòðåìèòñÿ ê çíà÷åíèþ(r̂, ϕ̂, η̂ϕ̂ + 2πˆl − t̂ϕ̂ + 2πˆl + t̂, 0−η̂ ) ∼1,ˆl (r̂, ϕ̂, −η̂, 0η̂ ) = h1 (ẑ, ŵ)nn(âû÷èñëåííîìó ïî âòîðîé ôîðìóëå).
Çäåñü ìû èñïîëüçîâàëè ñîîòíîøåíèå ∼1,ˆl4â ïðîñòðàíñòâå Mε,n, ñì. (3.2.2).Ïóñòü òåïåðü ẑ = 0 (ñåðåäèíàðåáðàaˆl+1èñ÷åçàþùåãî ãðàôà)è (z, w) 6∈4V ε,n (ẑ, ŵ). Òîãäà çíà÷åíèå η̂ = η(ẑ, ŵ) âû÷èñëÿåòñÿ ïî òðåòüåé ôîðìóëå âîïðåäåëåíèè η(z, w), ïîýòîìó ëèáî êàæäîå çíà÷åíèå h1 (z, w) è η(z, w) âû÷èñëÿåòñÿ ïî ñâîåé ïåðâîé ôîðìóëå, ëèáî êàæäîå ïî ñâîåé âòîðîé ôîðìóëå. Äàëüíåéøåå äîêàçàòåëüñòâî àíàëîãè÷íî ïðèâåäåííîìó âûøå, ñ ó÷åòîìòîãî, ÷òî t̂ = 0 (îòêóäà arg αr,ϕ,l (w) →ϕ̂+2πˆln= arg α̂) è ÷òî ïàðà òî÷åêˆl4(r̂, ϕ̂, ∓ ϕ̂+2πn , 0± ) îòîæäåñòâëÿåòñÿ â îäíó òî÷êó â Mε,n ââèäó ñîîòíîøåíèÿ∼1,ˆl ïðè t = 0.Ã. Âåðøèíà èñ÷åçàþùåãî ãðàôà íà íåîñîáîì ñëîå.Ïóñòü r̂ > 0, ŵ = 0.
Òî-ãäà çíà÷åíèå h1 (ẑ, ŵ) âû÷èñëÿåòñÿ ïî âòîðîé ôîðìóëå, à çíà÷åíèå η̂ = η(ẑ, ŵ) ïî ÷åòâåðòîé ôîðìóëå. Ïîñêîëüêó ˆl = l(r̂, ϕ̂, 0) = 0 è α̂ = αr̂,ϕ̂,0 (0), òî|α̂| = r̂1/n è arg α̂ =ϕ̂+πn ,ẑîòêóäà η̂ = − sgn eiϕ̂/2è h1 (ẑ, ŵ) = (r̂, ϕ̂, −η̂ ϕ̂+πn , 0η̂ ).Åñëè (z, w) → (ẑ, 0), òî èç w → 0 ïîëó÷àåì |αr,ϕ,l (w)| → r̂1/n íåçàâèñèìî îòϕ, l.zÏîêàæåì, ÷òî η = (−1)l−1 sgn (Re eiϕ/2) ïðè (z, w) → (ẑ, 0). Ïðè w = 0 ýòîñëåäóåò èç ÷åòâåðòîé ôîðìóëû äëÿ η(z, w) ââèäó l = 0. Ïðè wn e−iϕ ∈ (0, r)èìååì arg w =ϕ+2πln ,arg(wn/2 ) =ϕ2+ πl, îòêóäà ïî âòîðîé ôîðìóëå äëÿ101iϕ/2zη(z, w) èìååì η = − sgn ( wn/2) = − sgn ( ewn/2 ·íåö ïðè wn e−iϕ 6∈ [0, r] èìååì arg w ∈zz) = (−1)l−1 sgn ( eiϕ/2).
Íàêîeiϕ/2ϕ+2π(l+1)( ϕ+2πl), arg(wn/2 ) ∈ ( ϕ2 +πl, ϕ2 +n ,nz)=π(l + 1)), îòêóäà ïî ïåðâîé ôîðìóëå äëÿ η(z, w) èìååì η = sgn (Im wn/2iϕ/2zzsgn (Im ewn/2 ) · sgn (Re eiϕ/2) = (−1)l−1 sgn (Re eiϕ/2). Çäåñü ìû ïðèìåíèëè ðà-âåíñòâî sgn (Im uv ) = sgn (Im v1 ) · sgn (Re u) ïðè u2 + v 2 = 1, v → 0, v 6∈ R,ïîëîæèâ u :=z,r1/2 eiϕ/2v :=˜wn/2.r1/2 eiϕ/2l−˜l−1z(−1)l−l−1 sgn (Re eiϕ/2+π) = (−1)l̃izÎòñþäà η = (−1)l−1 sgn (Re eiϕ/2) =˜ẑ) = (−1)l−l η̂ ââèäó ϕ + 2π˜l → ϕ̂.sgn ( eiϕ̂/24Äëÿ ëþáîãî l0 ∈ Z ∩ [0, n − 1] îáîçíà÷èì ÷åðåç V ε,n,l0 ìíîæåñòâî âñåõ òî÷åê44(z, w) ∈ V ε,n , äëÿ êîòîðûõ l − ˜l = l0 .
Òîãäà ïðè (z, w) → (ẑ, 0) è (z, w) ∈ V ε,n,l0èìååì η(z, w) = (−1)l0 η̂ =: η0 (ñì. âûøå), è â ñèëó ϕ + 2π ˜l → ϕ̂ âûïîëíåíîarg αr,ϕ,l (w) →ϕ̂ + π + 2πl0,nh1 (z, w) ∈ (0, ε] × S 1 × S 1 × {η0 h | h ∈ [0η0 , 1)},è h1 (z, w) âû÷èñëÿåòñÿ ïî ïåðâîé èëè âòîðîé ôîðìóëå, îòêóäà h1 (z, w) →00(r̂, ϕ̂, −η0 ϕ̂+π+2πl, 0η0 ). Ïîëó÷åííàÿ ïðåäåëüíàÿ òî÷êà (r̂, ϕ̂, −η0 ϕ̂+π+2πl, 0η 0 ) ∼nn40(r̂, ϕ̂, ϕ̂−η0 π+2πl, 0− ) ∈ Mε,níå çàâèñèò îò l0 è ñîâïàäàåò ñ òî÷êîé h1 (ẑ, ŵ) =nϕ̂−η̂πl0(r̂, ϕ̂, −η̂ ϕ̂+πn , 0η̂ ) ∼ (r̂, ϕ̂, n , 0− ) â ñèëó η0 = (−1) η̂ è ñîîòíîøåíèé ∼1,k ïðèt = ±π .Ä.