logo
Lektsii_ODU_2nd_semestr_Sukhinin

Существование полной системы первых интегралов

Теорема:

Пусть – некоторое решение системы (1) на . Тогда в окрестности графика существует полная система первых интегралов системы (1).

Доказательство:

◄ Пусть – точка на графике, а – другая точка на графике. Тогда решение . Далее . В силу единственности интегральной линии, проходящей через точку . Положим (фиксируем ), ( ). Покажем, что соотношение – полная система первых интегралов системы (1).

Проверим 3 условия.

1) функции определены в окрестности графика и по теореме о дифференцируемости по начальным данным и параметру.

2) условие 2) докажем позже.

3) Пусть – решение системы (1), тогда , то есть условие 3) проверено.

Заметим, что (матрица Якоби) – резольвента линейной системы (здесь переменная , а – начальные данные).

По следствию 2 теоремы о дифференцируемости решения задачи Коши по начальным данным и параметру , так как резольвента является ФМР, то есть .

Если бы , для некоторого , в некоторой окрестности из G, то в этой окрестности, а тогда i-я строка матрицы равнялась бы нулю в этой окрестности, а это не так ни в какой окрестности из G, для каждого , то есть условие 2) проверено. – система первых интегралов, заодно доказано, что она является полной. ►