Enunciado

Mostre analiticamente que o expoente de Lyapunov para os mapas de tenda é λ = In(2α). Isto indica que o comportamento caótico ocorre para α > 1/2.

Passo 1

E aí pessoal, belezinha? Vamos trabalhar agora em algumas questões de oscilações não lineares e caos.

Da definição na Equação (4.52) o expoente de Lyapunov é dado por:

λ = lim n → ∞ ⁡ 1 n ∑ i = 0 n - 1 ln ⁡ d f d x x i

O mapa da tenda é definido como:

f x = 2 α x ,                           s e   0 < x < 1 2 2 α 1 - x ,   s e 1 2 < x < 1

Isso dá |df/dx| = 2α, então temos:

λ = lim n → ∞ ⁡ n - 1 n ln ⁡ 2 α = ln ⁡ 2 α

Conforme indicado na discussão abaixo da Equação (4.52), o caos ocorre quando λ é positivo: α > 1/2 para o mapa de tenda.

Resposta

Ver passo a passo.