ローレンツ・アトラクターの存在
解決済み、1999年微分方程式と力学系スメイル #14
問題の内容
標準パラメータ 、、 を持つ 上の古典的な3次元ローレンツ常微分方程式系 、、 を考える。この流れは、その力学系が幾何学的ローレンツ・アトラクターによって位相的・統計的にモデル化される(かつ一意な物理的シナイ・ルエル・ボーエン測度を持つ)頑健な特異双曲型ストレンジ・アトラクターを持つか。
ウォリック・タッカーによって肯定的に解決された(1999年に Comptes Rendus de l'Académie des Sciences で発表、完全な論文は2002年に Foundations of Computational Mathematics に掲載)。ローレンツ系の軌道は原点 の鞍点平衡点のいくらでも近くを通過し、そこでは回帰時間が発散するため、単なる数値積分では安定周期軌道の存在を排除できない。タッカーは原点周囲の小立方体内での解析的な標準形理論と、小長方形に分割された横断ポアンカレ断面 上での厳密な区間演算ODEソルバーを組み合わせ、前方不変な捕捉領域と一様拡大的な不変錐場の存在を証明した。
参考文献
- Edward N. Lorenz (1963). Deterministic nonperiodic flow · DOI:10.1175/1520-0469(1963)020<0130:DNF>2.0.CO;2
- Warwick Tucker (1999). The Lorenz attractor exists · DOI:10.1016/S0764-4442(00)88608-6
- Warwick Tucker (2002). A rigorous ODE solver and Smale's 14th problem · DOI:10.1007/s002080010018