Динамический хаос (ИПИС, ФКС)
.pdfРис. 19. Зависимость положения аттрактора x от параметра в диапазоне от 0 до 1,25.
Можно также заметить, |
что точки x1 и |
x2 |
должны |
удовлетворять уравнениям |
|
|
|
x1 f ( f (x1 )) |
, x2 f ( f (x2 )) |
, |
(23) |
т.е., другими словами, x1 и x2 являются неподвижными точками отображения
f ( f (x)) f 2 (x) .
Конечно же, уравнению x f 2 (x) удовлетворяет и прежняя неподвижная точка x , определяемая по формуле (20). Однако при 0,75 , как уже говорилось ранее, такая неподвижная точка уже становится неустойчивой и поэтому не может являться аттрактором.
При дальнейшем увеличении параметра ситуация будет повторяться, т.е. будут обнаруживаться всё новые и новые точки бифуркации 1, 2 , 3 , , при переходе через которые будет происходить удвоение периода.
Так, при переходе через точку k цикл периода 2k 1 теряет устойчивость, но зато рождается новый устойчивый цикл периода 2k, и так до бесконечности. В результате, с ростом, бифуркационная диаграмма будет всё разветвляться и разветвляться (см. рис. 20).
Рис. 20. Зависимость положения аттрактора x от параметра в диапазоне от 0 до c .
Таблица 1. Значения параметра в логистическом |
|||
отображении x |
1 x2 |
, отвечающие точкам бифурка- |
|
n 1 |
|
n |
|
ции (удвоения периода). |
|
|
|
|
|
|
|
Из таблицы 1 видно, |
что |
последовательность |
значений |
1, 2 , 3 , стремится |
к |
некоторому пределу |
c . При |
переходе через c динамика системы существенно меняется. При c вместо регулярного периодического движения наблюдается хаотическое поведение системы, а аттрактор становится странным аттрактором.
Это видно и из бифуркационной диаграммы (см. рис. 2122), на которой при c наблюдаются области хаоса, чередующиеся «окнами устойчивости» – узкими зонами по параметру , в которых динамика системы вновь становится периодической.
Рис. 21. Бифуркационная диаграмма логистического |
|||
отображения |
x |
1 |
x2 . |
|
n 1 |
|
n |
|
|
|
|
Рис. 22. Бифуркационная диаграмма логистического |
||||
отображения |
x |
1 |
x2 |
с точками бифуркации k . |
|
n 1 |
|
n |
|
|
|
|
|
|
Появление хаоса можно отследить и на графиках зависимости результата итерации xn от начального значения x0 .
Рис. 23. Зависимость результата итерации xn от начального |
значения x0 для n 1 5 в регулярном режиме при 0,5. |
Рис. 24. Зависимость результата итерации xn от начального |
значения x0 для n 1 5 в регулярном режиме при 1 . |