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書記が数学やるだけ#584 不完全分岐
カタストロフィーは,超臨界ピッチフォーク分岐に少し手を加えるだけで生じうる。
問題
![スクリーンショット 2022-09-27 21.09.46](https://assets.st-note.com/production/uploads/images/87783880/picture_pc_f885e13a655b77cbb85ce4fb07ff5fba.png?width=1200)
解答
r<=0の場合は,解は1つだけ持つ。一方でr>0の場合では,hの値によって解は1,2,3個持ちうる。ここで,解が2個の時にはサドルノード分岐が生じている。分岐曲線にまとめると,カスプ点が生じている。
![数学やるだけ解答#584_page-0001](https://assets.st-note.com/production/uploads/images/87784190/picture_pc_1ff64bb119c308606be32a1d5c11f24d.jpg?width=1200)
これを3次元表示すると,カプスカタストロフィー面が得られる。
![スクリーンショット 2022-09-27 21.11.30](https://assets.st-note.com/production/uploads/images/87784377/picture_pc_c0207e58628a9ae57ba7d8710261745a.png?width=1200)
実際の例として,ハマキガの大発生のモデル(Ludwig,1978)を考える。あらかじめ無次元化しておき,固定点を求める。
![数学やるだけ解答#584_page-0002](https://assets.st-note.com/production/uploads/images/87784425/picture_pc_0ba164dfae8031f494802034474332ce.jpg?width=1200)
kが小さい場合,交点は1つだけである。一方でkが大きい場合,rにより交点は1,2,3個あり,ちょうど接するときにサドルノード分岐が生じる。
![数学やるだけ解答#584_page-0003](https://assets.st-note.com/production/uploads/images/87784495/picture_pc_754e755efd494a9ccf5434655c5568c3.jpg?width=1200)
分岐曲線を以下に示す。これもカタストロフィーとして表示することができる。
![数学やるだけ解答#584_page-0004](https://assets.st-note.com/production/uploads/images/87784612/picture_pc_1a1b1b96b7e34ff983bb41bcd28c430f.jpg?width=1200)
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