Unfolded singularities of analytic differential equations

La thèse est composée d’un chapitre de préliminaires et de deux articles sur le sujet du déploiement de singularités d’équations différentielles ordinaires analytiques dans le plan complexe. L’article Analytic classification of families of linear differential systems unfolding a resonant irregular singularity traite le problème de l’équivalence analytique de familles paramétriques de systèmes linéaires en dimension 2 qui déploient une singularité résonante générique de rang de Poincaré 1 dont la matrice principale est composée d’un seul bloc de Jordan. La question: quand deux telles familles sontelles équivalentes au moyen d’un changement analytique de coordonnées au voisinage d’une singularité? est complètement résolue et l’espace des modules des classes d’équivalence analytiques est décrit en termes d’un ensemble d’invariants formels et d’un invariant analytique, obtenu à partir de la trace de la monodromie. Des déploiements universels sont donnés pour toutes ces singularités. Dans l’article Confluence of singularities of non-linear differential equations via Borel–Laplace transformations on cherche des solutions bornées de systèmes paramétriques des équations non-linéaires de la variété centre de dimension 1 d’une singularité col-noeud déployée dans une famille de champs vectoriels complexes. En général, un système d’ÉDO analytiques avec une singularité double possède une unique solution formelle divergente au voisinage de la singularité, à laquelle on peut associer des vraies solutions sur certains secteurs dans le plan complexe en utilisant les transformations de Borel–Laplace. L’article montre comment généraliser cette méthode et déployer les solutions sectorielles. On construit des solutions de systèmes paramétriques, avec deux singularités régulières déployant une singularité irrégulière double, qui sont bornées sur des domaines «spirals» attachés aux deux points singuliers, et qui, à la limite, convergent vers une paire de solutions sectorielles couvrant un voisinage de la singularité confluente. La méthode apporte une description unifiée pour toutes les valeurs du paramètre.

Invariant discretizations of partial differential equations

Un algorithme permettant de discrétiser les équations aux dérivées partielles (EDP) tout en préservant leurs symétries de Lie est élaboré. Ceci est rendu possible grâce à l'utilisation de dérivées partielles discrètes se transformant comme les dérivées partielles continues sous l'action de groupes de Lie locaux. Dans les applications, beaucoup d'EDP sont invariantes sous l'action de transformations ponctuelles de Lie de dimension infinie qui font partie de ce que l'on désigne comme des pseudo-groupes de Lie. Afin d'étendre la méthode de discrétisation préservant les symétries à ces équations, une discrétisation des pseudo-groupes est proposée. Cette discrétisation a pour effet de transformer les symétries ponctuelles en symétries généralisées dans l'espace discret. Des schémas invariants sont ensuite créés pour un certain nombre d'EDP. Dans tous les cas, des tests numériques montrent que les schémas invariants approximent mieux leur équivalent continu que les différences finies standard.

Functions satisfying holonomic q-differential equations

In a similar manner as in some previous papers, where explicit algorithms for finding the differential equations satisfied by holonomic functions were given, in this paper we deal with the space of the q-holonomic functions which are the solutions of linear q-differential equations with polynomial coefficients. The sum, product and the composition with power functions of q-holonomic functions are also q-holonomic and the resulting q-differential equations can be computed algorithmically.

Ordinary Differential Equations

Exercises and solutions about ordinary differential equations.

Differential Equations II

Exercises and solutions for a second year differential equations course.

Permanence of stability for a class of system of differential equations with two delays

The paper studies a class of a system of linear retarded differential difference equations with several parameters. It presents some sufficient conditions under which no stability changes for an equilibrium point occurs. Application of these results is given. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Large time behaviour for functional differential equations with dominant eigenvalues of arbitrary order

The spectral theory for linear autonomous neutral functional differential equations (FDE) yields explicit formulas for the large time behaviour of solutions. Our results are based on resolvent computations and Dunford calculus, applied to establish explicit formulas for the large time behaviour of solutions of FDE. We investigate in detail a class of two-dimensional systems of FDE. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

On the dominance of roots of characteristic equations for neutral functional differential equations

We present a sufficient condition for a zero of a function that arises typically as the characteristic equation of a linear functional differential equations of neutral type, to be simple and dominant. This knowledge is useful in order to derive the asymptotic behaviour of solutions of such equations. A simple characteristic equation, arisen from the study of delay equations with small delay, is analyzed in greater detail. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Stability of multistep second derivative methods for integro-differential equations

The stability of multistep second derivative methods for integro-differential equations is examined through a test equation which allows for the construction of the associated characteristic polynomial and its region of stability (roots in the unit circle) at a proper parameter space. (c) 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Stability of neutral functional differential equations in terms of measures

In this paper we investigate the relationships between different concepts of stability in measure for the solutions of an autonomous or periodic neutral functional differential equation.

On retarded differential equations with impulses

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Stability of differential equations with piecewise constant argument via discrete equations

Lyapunov stability for a class of differential equation with piecewise constant argument (EPCA) is considered by means of the stability of a discrete equation. Applications to some nonlinear autonomous equations are given improving some linear known cases.

Some results on stability of retarded functional differential equations using dichotomic map techniques

This paper deals with the study of the stability of nonautonomous retarded functional differential equations using the theory of dichotomic maps. After some preliminaries, we prove the theorems on simple and asymptotic stability. Some examples are given to illustrate the application of the method. Main results about asymptotic stability of the equation x′(t) = -b(t)x(t - r) and of its nonlinear generalization x′(t) = b(t) f (x(t - r)) are established. © 1998 Kluwer Academic Publishers.

Lamé differential equations and electrostatics

The problem of existence and uniqueness of polynomial solutions of the Lamé differential equation A(x)y″ + 2B(x)y′ + C(x)y = 0, where A(x),B(x) and C(x) are polynomials of degree p + 1,p and p - 1, is under discussion. We concentrate on the case when A(x) has only real zeros aj and, in contrast to a classical result of Heine and Stieltjes which concerns the case of positive coefficients rj in the partial fraction decomposition B(x)/A(x) = ∑j p=0 rj/(x - aj), we allow the presence of both positive and negative coefficients rj. The corresponding electrostatic interpretation of the zeros of the solution y(x) as points of equilibrium in an electrostatic field generated by charges rj at aj is given. As an application we prove that the zeros of the Gegenbauer-Laurent polynomials are the points of unique equilibrium in a field generated by two positive and two negative charges. © 2000 American Mathematical Society.