在數學裡,本迪克森-杜拉克定理說明了對於一個二維的駐定動力系統
![{\displaystyle {\frac {dx}{dt}}=X(x,y),}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f799515fadd2c368b23abb1a3cc65823d73c091f)
![{\displaystyle {\frac {dy}{dt}}=Y(x,y)}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/db519ff7adf3413fbb787b0a5cd3b074378c0683)
如果存在
使得
![{\displaystyle {\frac {\partial (\varphi X)}{\partial x}}+{\frac {\partial (\varphi Y)}{\partial y}}\neq 0}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0aded5b45f9d6c6e4a1e1bb6bc6713135b007bba)
在研究區域(必須是單連通的)上幾乎處處成立,那麼這個動力系統不存在周期解。所謂「幾乎處處成立」是指不成立的點的集合是一個測度為零的集合。這個定理可以用格林定理證出。
運用反證法,假設研究區域為單連通的區域
,其內存在對於動力系統:
![{\displaystyle {\frac {dx}{dt}}=X(x,y),}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f799515fadd2c368b23abb1a3cc65823d73c091f)
![{\displaystyle {\frac {dy}{dt}}=Y(x,y)}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/db519ff7adf3413fbb787b0a5cd3b074378c0683)
的一組周期解
,其周期為
,那麼對於
![{\displaystyle \Gamma :x=x(t)\,\ y=y(t)\,\ 0\leq t\leq T}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0de17499ebe53a0862c9b99a09bc95fe8b380c43)
所圍成的區域
,有
![{\displaystyle \iint _{D_{\Gamma }}\,({\frac {\partial (\varphi X)}{\partial x}}+{\frac {\partial (\varphi Y)}{\partial y}})dx\,dy=\int _{\Gamma }\,\varphi (Xdy-Ydx)}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/78cfe50c97e74c9e4052619226f68fd06b8c364d)
![{\displaystyle =\int _{0}^{T}\,\varphi (X{\frac {dy}{dt}}-Y{\frac {dx}{dt}})dt=\int _{0}^{T}\,\varphi (XY-YX)dt=0}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9278e2c93829785a2c1e1b986cbebfa8960227e4)
但是由於使得
的點
的集合是一個測度為零的集合,所以總可以找到
使得
在零點之外不變號。這樣
不可能為0,矛盾!
因此周期解不存在,定理得證。
- 王高雄,周之銘,朱思銘,王壽松,《常微分方程》(第三版),297頁,高等教育出版社。
- MICHAL FECKAN,A GENERALIZATION OF BENDIXSON'S CRITERION,Proceedings of The
American Mathematical Society, Volume 129, Number 11, Pages 3395-3399,S 0002-9939(01)06107-X,
Article electronically published on April 25, 2001[1]