Orbita omoclina

Un'orbita omoclina

Un'orbita omoclina orientata

Un'orbita omoclina twistata

In matematica, una orbita omoclina è una traiettoria di un flusso di un sistema dinamico che unisce un punto di equilibrio a sella a se stesso. Più precisamente, una orbita omoclina si trova nell'intersezione della varietà stabile e della varietà instabile di un punto di equilibrio. Orbite omocline e punti omoclinici sono definiti nello stesso modo per le funzioni ricorsive, come intersezione dell'insieme stabile e di quello instabile di un qualche punto fisso o punto periodico del sistema.

Si consideri il sistema dinamico continuo descritto dall'equazione differenziale ordinaria:

${\displaystyle {\dot {x}}=f(x)}$

Supponendo che ci sia un punto di equilibrio a ${\displaystyle x=x_{0}}$, allora una soluzione ${\displaystyle \Phi (t)}$ è una orbita omoclina se:

${\displaystyle \phi (t)\to x_{0}\quad \mathrm {se} \quad t\to \pm \infty }$

Se lo spazio delle fasi ha tre o più dimensioni, allora è importante considerare la topologia della varietà instabile del punto di sella. Le figure mostrano questi due casi. La prima, quando la varietà instabile è topologicamente un cilindro e l'orbita omoclina è detta orientata, e la seconda, dove la varietà instabile è topologicamente un Nastro di Möbius, in questo caso l'orbita omoclina è chiamata twistata (twisted).

Si ha anche la nozione di orbita omoclina quando si considera in sistema dinamico discreto. In questo caso, se ${\displaystyle f:M\rightarrow M}$ è un diffeomorfismo della varietà ${\displaystyle M}$, si dice che ${\displaystyle x}$ è un punto omoclinico se ha stesso passato e futuro - più precisamente se esiste un punto fisso (o periodico) ${\displaystyle p}$ tale che:

${\displaystyle \lim _{n\rightarrow \pm \infty }f^{n}(x)=p}$

Bibliografia

• (EN) Edward Ott, Chaos in Dynamical Systems, Cambridge University Press, 1994.
• (EN) Stephen Smale, Differentiable dynamical systems, Bull. Amer. Math. Soc.73, 747-817, 1967.
• (EN) John Guckenheimer, Philip Holmes; Nonlinear Oscillations, Dynamical Systems, and Bifurcations of Vector Fields, Applied Mathematical Sciences Vol. 42, Springer

Voci correlate

• Biforcazione omoclina
• Orbita (matematica)
• Orbita eteroclina
• Varietà stabile

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Collegamenti esterni

• Orbita omoclina nella mappa di Henon con applet Java e commenti

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