Аннотация:
В статье рассматривается задача об интегрируемости
бесконечномерных эволюционных уравнений с точки зрения
теории нормальных форм Пуанкаре. Вводится понятие нормализующих
преобразований для эволюционных уравнений
в функциональных пространствах и исследуются условия
их корректности. Показываются бесконечномерные аналоги
теоремы Зигеля о приводимости системы обыкновенных
дифференциальных уравнений к линейной нормальной форме,
которые применяются затем для доказательства приводимости
уравнения теплопроводности с нелинейными источниками
тепла, нелинейного уравнения Шрёдингера, а также
нелинейных интегродифференциальных уравнений диффузии
с дискретным и непрерывным спектром к соответствующим
линейным уравнениям.
Сходимость нормализующих преобразований в бесконечномерных
аналогах теоремы Зигеля устанавливается при
помощи метода ускоренной сходимости Колмогорова–Арнольда–Мозера.
Ограничения на спектр линейной части рассматриваемых
эволюционных уравнений носят характер неравенства «типа
Зигеля». Сам же спектр линейной части может быть достаточно
сложным. В рассмотрение включен случай как дискретного,
так и непрерывного спектра.
Показывается, что подстановка Хопфа–Коула для
уравнения Бюргерса, возмущенного массовыми силами,
и преобразование Миуры для уравнения Кортевега–де Фриза являются нормализующими преобразованиями Пуанкаре
этих уравнений.
Обрисовывается граница сферы применения излагаемых
в статье методов. Указывается на возможные новые перспективы
применения метода нормальных форм в теории бесконечномерных
эволюционных уравнений.
Библ. 35 назв.
Toshiki Kondo, Mamoru Okamoto, “Norm inflation for a higher-order nonlinear Schrödinger equation with a derivative on the circle”, Partial Differ. Equ. Appl., 6:2 (2025)
Zhihua Liu, Pierre Magal, “Bogdanov–Takens bifurcation in a predator–prey model with age structure”, Z. Angew. Math. Phys., 72:1 (2021)
Dario Bambusi, Laurent Stolovitch, “Convergence to Normal Forms of Integrable PDEs”, Commun. Math. Phys., 376:2 (2020), 1441
Luca Biasco, Jessica Elisa Massetti, Michela Procesi, “An Abstract Birkhoff Normal Form Theorem and Exponential Type Stability of the 1d NLS”, Commun. Math. Phys., 375:3 (2020), 2089
Pierre Magal, Shigui Ruan, Applied Mathematical Sciences, 201, Theory and Applications of Abstract Semilinear Cauchy Problems, 2018, 249
Zhihua Liu, Pierre Magal, Shigui Ruan, “Normal forms for semilinear equations with non-dense domain with applications to age structured models”, Journal of Differential Equations, 2014
Dario Bambusi, Mathematics of Complexity and Dynamical Systems, 2012, 1337
Dario Bambusi, Encyclopedia of Complexity and Systems Science, 2009, 6709
Dario Bambusi, Encyclopedia of Complexity and Systems Science Series, Perturbation Theory, 2009, 229
D. Bambusi, J.-M. Delort, B. Grébert, J. Szeftel, “Almost global existence for Hamiltonian semilinear Klein-Gordon equations with small Cauchy data on Zoll manifolds”, Comm Pure Appl Math, 60:11 (2007), 1665
D. Bambusi, B. Grébert, “Birkhoff normal form for partial differential equations with tame modulus”, Duke Math. J., 135:3 (2006)
Percy Deift, Xin Zhou, “Perturbation theory for infinite-dimensional integrable systems on the line. A case study”, Acta Math, 188:2 (2002), 163
Yanguang C Li, “Existence of chaos in evolution equations”, Mathematical and Computer Modelling, 36:11-13 (2002), 1211
Л. Р. Волевич, А. Р. Ширикян, “Локальная динамика для полулинейных гиперболических уравнений высокого порядка”, Изв. РАН. Сер. матем., 64:3 (2000), 3–50; L. R. Volevich, A. R. Shirikyan, “Local dynamics for high-order semilinear hyperbolic equations”, Izv. Math., 64:3 (2000), 439–485
V. D. Belousov, V. E. Plisko, E. B. Yanovskaya, D. D. Sokolov, S. Yu. Maslov, A. A. Bukhshtab, V. I. Nechaev, V. M. Paskonov, V. A. Artamonov, A. V. Prokhorov, N. V. Efimov, B. V. Khvedelidze, I. V. Dolgachev, V. A. Iskovskikh, A. B. Ivanov, V. T. Bazylev, A. V. Arkhangel'skiǐ, A. A. Sapozhenko, P. S. Saltan, P. S. Soltan, V. A. Chuyanov, M. Sh. Farber, S. V. Shvedenko, V. P. Petrenko, I. P. Mysovskikh, V. A. Trenogin, M. K. Samarin, Yu. A. Kuznetsov, E. D. Solomentsev, M. S. Nikulin, L. D. Kudryavtsev, V. N. Latyshev, D. V. Anosov, A. L. Shmel'kin, L. N. Shevrin, L. V. Kuz'min, V. L. Popov, D. V. Alekseevskiǐ, V. N. Remeslennikov, P. L. Dobrushin, V. V. Prelov, G. S. Khovanskiǐ, A. L. Onishchik, A. K. Tolpygo, L. A. Sidorov, L. A. Bokut', A. Ya. Kiruta, E. A. Palyutin, A. D. Taǐmanov, E. I. Vilkas, V. V. Rumyantsev, E. G. D'yakonov, A. F. Shapkin, L. E. Evtushik, V. I. Sobolev, V. M. Starszhinskiǐ, S. J. Pokhozhaev, V. G. Karmanov, Encyclopaedia of Mathematics, 1995, 67
Bernd Aulbach, Barnabas M. Garay, “Partial linearization for noninvertible mappings”, Z angew Math Phys, 45:4 (1994), 505
H. P. McKean, J. Shatah, “The nonlinear Schrödinger equation and the nonlinear heat equation reduction to linear form”, Comm Pure Appl Math, 44:8-9 (1991), 1067