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1、第0’卷第%期#$$%年%月物理学报U-6/0’,T-/%,O=V=W;,#$$%!$$$3H$N#$$%N0(’$%)N1F0’3$&OCPOAGQRSCORSTSCO$#$$%C,)?/A,EW/R->/###############################################################广义!"#$%&’’系统的积分不变量!!)"#)梅凤翔蔡建乐!)(北京理工大学力学系,北京!$$$%!)#)(杭州师范大学理学院,杭州&!$$!%)(#$$’年!#月&$日收到;#$$%年!月#&日收到修改稿)研究广义()*+,-..系统的积分不变量/给出系
2、统存在积分不变量的条件,在此条件下导出系统的线性积分不变量、通用积分不变量和二阶绝对积分不变量/举例说明结果的应用/关键词:广义()*+,-..方程,线性积分不变量,通用积分不变量,二阶绝对积分不变量()**:$$()*+,-..函数组,#J#($,!)为附加项/当#J($""""[’,!$—!#]!@引言J!,#,⋯,#%)时,方程(!)成为()*+,-..方程!!!!!"·!!#!!"由A-)?>5*B[!]首先给出的积分不变量具有重要("I!)"I"I!$J$!"!"!"价值/A-)?>5*B为研究天体的运动,尤其是三体问题(",!J!,#,⋯,#%)/(#)中渐近的和双渐近运动
3、的稳定性,广泛应用了积分假设附加项#"满足条件不变量/C,5DE借助积分不变量在三体问题中得到新!"J"("J!,#,⋯,#%),(&)的结论/积分不变量在统计物理、量子力学及微分方!"此时,引进A.5..作用量程定性理论中获得了应用/文献[#—F]研究了$!·!G54)6;-?系统的积分不变量,文献[’]研究了()*+,-..’J"(!!"I#K&)<$/(1)$$系统的积分不变量,文献[%]给出广义非完整力学系计算其全变分,得统的A-)?>5*B3C5*;5?积分变量关系和积分不变量,文$($)!<·""献[H]研究了转动相对论()*+,-..系统的积分不变"’J{<$[!""I#
4、K&)"$K!"#"]"$($)$量,文献[!$]提出广义()*+,-..方程/由广义()*+,-..!!!!!"·!!#!!"!&方程描述的力学系统和物理系统称为广义()*+,-..K[("I!)"I"I!$K"]!"!"!"!"系统/本文研究广义()*+,-..系统的积分不变量,包L#""}<$/(0)括存在积分不变量的条件以及导出的线性积分不变量、通用积分不变量和二阶绝对积分不变量/利用方程(!)、关系式(&)以及全变分和等时变分间的关系"J"""I·""#@广义()*+,-..系统的线性积分不变量#""$,(F)(0)式可表示为[!$]"’J!!"""!I!$"""$广义()*+,
5、-..方程有如下形式:""!!$$!!!!!"·!!#!!"I(#I&)"$!K(#I&)"$$/(’)("I!)"I"I!$JI#"在任意参数$下,由(’)式可得!"!"!"(",!J!,#,⋯,#%),(!)"’J’M($)"$其中#J#($,!)为()*+,-..函数,!J!($,!)为"!/""J(!"""I#"$K&"$)$!国家自然科学基金(批准号:!$0’#$#!,!$’’#$#0)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:#$$1$$$’$##)资助的课题/"2345)6:47).89:);/7<=/>?@GE’物理学报E2卷对!由!到!!积分,可得#"#""#&"#"#"
6、#!"!(!)#!(!)’##!于是,可将(表示为!$!$"$$"(""!##$!%$%&!%$)$#"#!!("""##""&($=)$?"’(""####"#)!!"!"!#$!#!("!#!%!%&!%!)A70.BC定理有下列形式:!"("!#"#$!%%&!%)()(**,+)D*%)(+*,+)D+)"""’’$#)*#)+(""#$!%%&!%)&(’)"(#)D*D+,($@)#""!#!!$#+#*’!其中$为闭轮廓限定的曲面&利用($@)式,($=)式可由此得表示为("(""?"""!##$!%%&!%)"()*&(+)("$?#""#""#"()*&($E)’?!?!
7、(#%"#)"#"#$######这就是广义,(-./011系统的线性积分不变量&这就是广义,(-./011系统的二阶绝对积分不变量&当&"!时,(+)式给出,(-./011系统的线性积分不变量E>算例("("!#"#$!%)"()*&($!)""’单自由度阻尼振子的微分方程为这个结果已由文献[2]给出&对345(670)系统,($!)?F,%?-,%.,"!&($G)式给出80()94-:;<4-74)积分不变量&令$