擬軌道尾行性の補題

数学力学系理論において、擬軌道尾行性の補題(ぎきどうびこうせいのほだい、: shadowing lemma)とは、ある双曲型不変集合の近くでの擬軌道の挙動に関する補題である。大雑把に言うと、この定理では、すべての擬軌道(各ステップ毎に丸め誤差を含む、数値的に計算された軌道と考えることが出来る[1])は(わずかに初期値が変動された)ある真の軌道に一様に近い所で留まることが示されている。言い換えると、擬軌道は真の軌道に「尾行される」ということになる。この補題がデジタルカオスに対して利用できないことは、International Journal of Bifurcation and Chaos,[2] Sec. 2.2.3 で示されている。

正式な内容

距離空間 (X, d) からそれ自身への写像 f : X  X が与えられたとき、ε-擬軌道(あるいは ε-軌道)は、ε-近傍に が属するような点列 として定義される。

双曲型不変集合の近くで、次が成り立つ[3]Λ微分同相 f の双曲型不変集合とする。このとき、次の性質を持つ Λ の近傍 U が存在する:任意の δ > 0 に対して、ある ε > 0 が存在し、U に留まる任意の(有限あるいは無限)ε-擬軌道はある真の軌道の δ-近傍に留まる。すなわち

参考文献

  1. Weisstein, Eric W. "Shadowing Theorem". mathworld.wolfram.com (英語).
  2. Shujun Li, Guanrong Chen and Xuanqin Mou (2005). “On the Dynamical Degradation of Digital Piecewise Linear Chaotic Maps”. International Journal of Bifurcation and Chaos 15 (10): 3119–3151. doi:10.1142/S0218127405014052.
  3. A. Katok, B. Hasselblatt, Introduction to the modern theory of dynamical systems, Theorem 18.1.2.
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