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第5节
赛博链的轨迹追踪

既然工程简化处理会导致误差,所以就应该尽量避免工程简化。换句话说,要充分利用已有的理论成果。当然,实在没办法了,就只能进行工程简化处理。

假如只经过了工程简化II处理,而未被工程简化I处理,那么定义域与值域相同(比如它们都为 Y )的管理者系统 J y ),能够管住目标系统 F y )的充分必要条件是:存在某个正整数 n ,使得对任意 y Y ,都有

J n ( y )= F ( y )

实际上,此时目标赛博链轨迹 F m y )就已经完全被管理者赛博链 J nm y )锁定了,即轨迹被完全追踪,并出现重复了。此问题在数学上叫作迭代根求解问题,可参考《迭代方程与嵌入流》 [9] 的第3章。形象地说,如果 F y )是黑客行为的赛博系统,那么,如果它的轨迹可被追踪,当然它就可被管理了。

定义3.6 :考虑定义域和值域都是闭区间 I =[ a b ],且保持端点不变,即满足

f a )= a f b )= b

的严格递增函数的全体所组成的集合,记为 C I I )。

于是便有以下结论。

结论3.17 (哈代-波狄瓦特定理,可参考《迭代方程与嵌入流》 [9] 第3章第1节定理2):对 C I I )中的任意目标系统 F y )和任意正整数 n ,都一定存在某个管理系统 J y )(它仍然属于 C I I ))。使得

J n ( y )= F ( y ), y I

换句话说, C I I )中的任意目标系统,都是可管理的,而且还能被 C I I )中的某个管理者系统所管理。更进一步,若 C I I )中的目标系统 F y )是连续递增函数,则对任意自然数 n ≥2和使得 a A B b 的实数 A B ,都存在连续函数 J y ),满足

J n y )= F y )和 F a )≤ J A )< J B )≤ F b

也就是说,连续递增的目标系统都有很好的可管理性。

另外,严格递减函数也有比较好的可管理性,比如结论3.18。

结论3.18 (可参考《迭代方程与嵌入流》 [9] 第3章第2节的定理4):若 F 是闭区间 I =[ a b ]上的严格递减函数,且

或者 F a )= b F b )= a ,或者 a F x )< b ,对任意 x I

那么,对任意奇数2 m +1≥3,都一定存在某个连续递减的管理系统 J x ),满足

J 2 m +1 ( x )= F ( x ), x I

J (·)能够锁定 F (·)。

当被管理系统 F y )不再是严格单调函数时,情况就比较复杂了。

定义3.7 :介绍以下四个概念:

(1)如果 F x )在 x 0 的某个邻域上严格单调,并且 F 的定义域和值域都是闭区间 I =[ a b ],那么, x 0 ∈( a b )称为 F 的单调点,否则,就称 x 0 为非单调点。

(2) I 上的连续函数 F 称为严格逐段单调连续函数,或简称为 S -函数,如果 F x )在 I 上仅有有限个极值点,而在相邻两个极值点之间都严格单调,下面用 S I I )来记这类函数的全体。

(3)用 N F )表示 S -函数 F I 上的极值点个数,而记 H F )为满足

N ( F m )= N ( F m +1 )

的最小正整数 m ;注意, H F )=∞就意味着序列{ N F m )}严格递增。

(4)设 F S I I ),且

H ( F )≤1, A =min{ F ( x ): x I }, B =max{ F ( x ): x I }

则称[ c d ]为 F 的特征区间,如果 c d F I 上的两个相邻极值点,并且[ A B ]是[ c d ]的子区间,[ c d ]又是[ a b ]的子区间。

于是有下面结论。

结论3.19 (可参考《迭代方程与嵌入流》 [9] 第3章第2节的定理2):当 F y )∈ S I I ),且

H ( F )≤1

如果满足 F y )在其特征区间[ c d ]上递增,并且

F c )≠ c F d )≠ d

则对任意整数 n ≥2,都一定存在作为管理系统的 I 上的连续函数 J y ),使得

J n ( y )= F ( y )

即目标系统 F y )可被管理系统 J y )锁定。

结论3.20 (可参考《迭代方程与嵌入流》 [9] 第3章第2节的定理5): F y )∈ S I I )且

H ( F )≤1

若满足(1) F 在其特征区间[ c d ]上递减,并且(2)或者 F c )= d F d )= c ,或者 c F x )< d 对任意 x I 均成立;那么,对任意奇数 n >0,都存在连续的管理系统 J x ),使得

J n ( x )= F ( x )

即此时的目标系统也是可管理和可被锁定的。

定义3.8 :若 F x )是定义域为闭区间[ a b ]的连续函数,即 F x )∈ C ([ a b ]),如果存在 δ >1,使得对所有 x y ∈[ a b ]都成立

| F ( x )- F ( y )|≥ δ | x - y |

那么,就称 F (·)为扩张函数。如果可以将[ a b ]分成有限个子区间,使得 F (·)在每个子区间上都是扩张的,则称 F (·)为逐段扩张的。记 I =[0,1],用SE( I I )表示 I 上极值等于0或1的逐段扩张自映射之集,并将SE( I I )分割成互不相交的四块:

SE 1 ( I , I )={ F ∈SE( I , I ): F (0)= F (1)=0}

SE 2 ( I , I )={ F ∈SE( I , I ): F (0)= F (1)=1}

SE 3 ( I , I )={ F ∈SE( I , I ): F (0)=0, F (1)=1}

SE 4 ( I , I )={ F ∈SE( I , I ): F (0)=1, F (1)=0}

于是便有以下结论。

结论3.21 (可参考《迭代方程与嵌入流》 [9] 第3章第2节的定理8):若 F ∈SE i I I ), i =1,2,3,则对任意自然数 n ,存在满足

J n ( x )= F ( x )

的管理系统 J x )的充分必要条件是:存在自然数 k ,使得

N ( F )= k n +1

F ∈SE 4 I I ),则对任意奇数 n ,存在满足

J n ( x )= F ( x )

的管理系统 J x )的充分必要条件是:存在自然数 k ,使得

N ( F )= k n +1.

定义3.9 :若 F x )的定义域和值域都是区间 I ,并且任意阶可导,那么,就称 F x )为光滑自映射,将 I 上所有光滑自映射的集合记为 C I I );而将 I 上所有 k 阶可导的函数的集合记为 C k I I )。

于是,根据波狄瓦特定理(可参考《迭代方程与嵌入流》 [9] 第3章第3节的定理1)就有下列结论。

结论3.22 :若 F C I I ), F x )> x 且导数 F ′( x )>0,那么,对任意整数 n ≥2,一定存在某个 J x )∈ C I I ),使得 J n x )= F x ),对所有 x I 都成立。

结论3.23 (可参考《迭代方程与嵌入流》 [9] 第3章第3节的定理2):如果 F x )满足以下三个条件,那么,对任意整数 k >1,都存在唯一严格递增的 J x )∈ C 1 I I ),使得 J k x )= F x ):

(1) F C 1 I I ),并且对任意 x I 都有 F ′( x )>0;

(2) F I 上只有唯一的不动点 x 0 ,并且 F ′( x 0 )≠1;

(3) F x )在 x 0 点二次可导,即 F ″( x 0 )有定义。

换句话说,此时只有唯一的管理系统 J x )能够锁定目标系统 F x )。

结论3.24 (可参考《迭代方程与嵌入流》 [9] 第3章第3节的定理3):令 I =[ a b ], r ≥2。若函数 F C r I I )有唯一不动点 x 0 I ,且对任意 x I ,有 F ′( x )≠0,还有 F ′( x 0 )= c ,其中0< c <1;那么,对任意整数 n >0,都存在唯一递增的 J x )∈ C r I I ),使得 J n x )= F x )。

换句话说,此时也只有唯一的管理系统 J x )能够锁定目标系统 F x )。 X/frflgFYwf1BxjbVlZqrZs356IK25WE6rUejxxFaA9DFAZ9NlBp21lL0CMGKdh/

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