On periodic solutions of linear inhomogeneous differential equations with a small perturbation at the derivative

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In a Banach space, using branching theory methods, a periodic solution of a linear inhomogeneous differential equation with a small perturbation at the derivative (perturbed equation) is constructed. Under the condition of presence of a complete generalized Jordan set, the uniqueness of this periodic solution is proven. It is shown that when a small parameter is equal to zero and certain conditions are met, the periodic solution of the perturbed equation transforms into the family of periodic solutions of the unperturbed equation. The result is obtained by representing the perturbed equation as an operator equation in Banach space and applying the theory of generalized Jordan sets and modified Lyapunov-Schmidt method. As is known, the latter method reduces the original problem to study of the Lyapunov-Schmidt resolving system in the root subspace. In this case, the resolving system splits into two inhomogeneous systems of linear algebraic equations, that have unique solutions at ε ≠ 0, and 2n parameter families of real solutions at ε = 0 respectively.

About the authors

Evgeniy V. Desyaev

National Research Mordovia State University

Email: desyaev@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-2583-6966

Ph.D. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Department of Applied Mathematics, Differential Equations and Theoretical Mechanics

Russian Federation, 68 Bolshevistskaya Str., Saransk 430005, Republic of Mordovia, Russia

Pavel A. Shamanaev

National Research Mordovia State University

Author for correspondence.
Email: korspa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0135-317X

Ph.D. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Department of Applied Mathematics, Differential Equations and Theoretical Mechanics

Russian Federation, 68 Bolshevistskaya Str., Saransk 430005, Republic of Mordovia, Russia

References

  1. A.M. Lyapunov, "Sur les figures d’equilibre peu differentes des ellipsoides d’une masse liquide homogene donee d’un mouvement de rotation", Academician Sciences, St. Petersburg, 1906.
  2. E. Schmidt, "Zur Theorie linearen und nichtlinearen Integral gleichungen", Math. Ann., 65 (1908), 370-399.
  3. M.M. Vaynberg, V.A. Trenogin, Teoriya vetvleniya resheniy nelineynykh uravneniy [Branching theory for solutions to nonlinear equations], Nauka Publ., Moscow, 1968 (In Russ.), 528 p.
  4. B.V. Loginov, "Determination of the branching equation by its group symmetry - Andronov-Hopf bifurcation", Nonlinear Analysis: TMA, 28:12 (1997), 2035-2047.
  5. B.V. Loginov, L.R. Kim-Tyan, Yu.B. Rousak, "On the stability of periodic solutions for differential equations with a Fredholm operator at the highest derivative", Nonlinear analysis, 67:5 (2007), 1570-1585.
  6. I.V. Konopleva, B.V. Loginov, Yu.B. Rusak, "Simmetriya i potentsial’nost’ uravneniy razvetvleniya v kornevykh podprostranstvakh v neyavno zadannykh statsionarnykh i dinamicheskikh bifurkatsionnykh zadachakh [Symmetry and potentiality of branching equations in root subspaces in implicitly given stationary and dynamic bifurcation
  7. problems]", Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Severo-Kavkazskiy region. Seriya: Estestvennye nauki [News of higher educational institutions. North Caucasus region. Series: Natural Sciences], 2009, 115-124 (In Russ.).
  8. A.A. Kyashkin, B.V. Loginov, P. A. Shamanaev, "The branching of periodic solutions of inhomogeneous linear differential equations with degenerate or identity operator in the derivative and the disturbance in the form of small linear term", Zhurnal Srednevolzhskogo matematicheskogo obshchestva, 18:1 (2016), 45–53 (In Russ.).
  9. P.A. Shamanaev B.V. Loginov, "The branching of periodic solutions of inhomogeneous linear differential equations with a the perturbation in the form of small linear term with delay", Zhurnal Srednevolzhskogo matematicheskogo obshchestva, 18:3 (2016), 61–69 (In Russ.).
  10. N. Sidorov, B. Loginov, M. Falaleev, Lyapunov-Schmidt methods in nonlinear analysis and applications, Mathematics and its Applications, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2002, 550 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Desyaev E.V., Shamanaev P.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».