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关于逻辑图精确解的注记。 (英语) Zbl 1446.39018号

物流图,\[Y_{n+1}=\lambda Y_{n}(1-Y_{n}),\左(Y_{0}在(0,1)\右),\标签{1}\]这可能是一个简单系统通过倍周期达到混沌状态的最著名的例子。自引入以来,逻辑映射(以及其他离散非线性映射,例如,Mann迭代)一直是深入研究的主题,因为它展示了决定论和混沌之间令人惊讶的关系,并且因为混沌的路径是由一个相当简单的非线性映射生动地说明的。
逻辑图(1)显示了不同范围的\(\lambda\)的混沌解。由于它能以最小的计算工作量产生混沌,因此也被用于各种应用中,以生成随机数或随机序列。
本文的主要目的是遵循不同的方法,并明确显示如何计算用于获得逻辑图解的基础函数。
特别有趣的是,当解处于混沌状态时,E.施罗德[数学年鉴3,296–322(1871;JFM 02.020.01版)]表明存在形式为(1)的解析解\[Y_n=\sin^2(2^{n}X_0),\tag{2}\]其中,\(X_0\)是真实的,必须选择为\(Y_0=\sin^2(X_0)\)。这个解析解说明了混沌的本质。(sin^2(x))的周期是(pi),这是无理的,而(2^n)是一个整数。假设\(X_0\)是有理的。然后以有理值对具有无理周期的函数进行采样,并排除任何有限阶的周期不动点。
本文的目的是证明对于(2,4)中的\(λ\)的其他值也存在一个通解,尽管人们认为它不能用已知的分析函数来表达,而是用这里引入的一个特殊函数来表达。作者还提出了一种数值评估该函数的方法。

MSC公司:

39A33型 差分方程解的混沌行为
37C05型 涉及光滑映射和微分同态的动力系统
26甲18 实函数在一个变量中的迭代
37D45号 奇异吸引子,双曲行为系统的混沌动力学
39A10号 加法差分方程
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参考文献:

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[22] Weisstein,E.W.,参见http://mathworld.wolfram.com/LogisticMap.html有关逻辑图的更多信息,请访问MathWorld-A Wolfram web资源。
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[24] 补充材料见https://github.com/mfmaritz/LogMapBaseFunction网站用于MATHEMATICA代码以及计算(F_\lambda(x))及其逆函数的MATLAB代码。
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