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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.45.2000.tde-20210729-122529
Document
Author
Full name
Marcelo Messias
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2000
Supervisor
Title in Portuguese
Perturbações periódicas de ciclos heteroclínicos infinitos de campos vetoriais polinomiais planares
Keywords in Portuguese
Sistemas Dinâmicos
Abstract in Portuguese
Neste trabalho são estudadas perturbações periódicas, a dois parâmetros, de campos vetoriais polinomiais planares, que possuem um ciclo heteroclínico infinito, que consiste de uma solução ilimitada, que conecta dois pontos de sela 'no infinito'. O estudo global, envolvendo o infinito, é elaborado via compactificação de Poincaré. Mostra-se que, para certos tipos de perturbações periódicas, existem curvas diferenciáveis, contidas em uma vizinhança da origem no espaço de parâmetros, para as quais o sistema perturbado apresenta tangências quadráticas entre as variedades invariantes locais de órbitas periódicas no infinito. Tais curvas dividem uma vizinhança da origem, no espaço de parâmetros, em quatro regiões disjuntas: em duas delas, as variedades invariantes mencionadas acima, localizadas ao longo da órbita de tangência heteroclínica, se intersectam transversalmente, nas outras duas, a intersecção entre tais variedades é vazia. A existência de intersecções transversais entre as variedades invariantes das órbitas periódicas no infinito implica, via o Teorema de Birkhoff-Smale, em um complexo comportamento dinâmico das soluções do sistema perturbado, na parte finita do plano. Analisa-se também o caso em que existe um anel de órbitas periódicas de grande amplitude que se acumula nos ciclos heteroclínicos infinitos. Mostra-se que, para determinados valores dos parâmetros, existem sub harmônicas de ordem m, que são órbitas periódicas ressonantes, contidas no anel que se acumula nos ciclos heteroclínicos infinitos. Por fim, faz-se uma conexão entre o comportamento limite das bifurcações sub harmônicas das órbitas periódicas de grande amplitude, e as bifurcações heteroclínicas dos ciclos heteroclínicos infinitos
Title in English
not available
Abstract in English
In this thesis are studied periodic perturbations, depending on two parameters, of planar polynomial vector fields having an infinite heteroclinic cycle, which is a trajectory joining two saddle points at infinity. The global study envolving infinity is performed via the Poincaré's compactification. It is shown that for certain types of periodic perturbations, there exist two differentiable curves in the neighborhood of the origin in the parameter space, for which the perturbed systemas heteroclinic tangencies between the local stable and unstable manifolds of the hyperbolic periodic orbits at infinity. Also, such curves divide the neighborhood of the origin in the parameter space into four regions: in two of them, the stable and unstable manifolds mentioned above present transverse heteroclinic points, while in the others, the intersection of the manifolds is empty. The existence of transverse intersection between the invariant manifolds of the periodic orbits at infinity implies, via the Birkhoff-Smale theorem, in a complex dynamic behaviour of the solutions of the perturbed system, in a finite part of the phase plane. An analysis of the case on which there exists an annulus of periodic orbits of large amplitude that accumulate on the infinite heteroclinic cycle is performed. Its shown that, for certain values of parameters, there exist subharmonics of order m (i.e., periodic orbits of period m of the perturbed system), which bifurcate from the ressonant periodic orbits, belonging to the annulus that accumulate on the infinite heteroclinic cycle. Finally, it is established a connection between the limit behaviour of the subharmonic bifurcations and the heteroclinic bifurcations occurred for the infinite heteroclinic cycles
 
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Publishing Date
2021-07-29
 
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