معادلاتی که برای مدلسازی بهوجود آمدهاند، باید هم از لحاظ کمّی و هم کیفی مورد بررسی قرار گیرند. بررسی کمّی همان حل دقیق (تحلیلی)، عددی و غیره هستند که با روشهای گوناگون انجام میشوند. بررسی کیفی توسط رهیافت سیستمهای دینامیکی انجام میشود. هدف این کتاب، توصیف برخی تکنیکهای ریاضی در حوزهی سیستمهای دینامیکی است که میتوان از آنها برای تجزیه و تحلیل معادلات دیفرانسیلی یا تفاضلی که اغلب در مدلها ایجاد میشوند، استفاده کرد. با اینکه کتاب برای رشتهی فیزیک به نگارش درآمده است، لیکن برای سایر رشتههای علوم پایه و مهندسی قابل استفاده میباشد.
ابتدا با مفاهیم اساسی از جمله معادلات خودگردان و ناخودگردان، مسیر، جریان، نمودارهای فاز، نقاط بحرانی، مدارهای متناوب و مجموعههای ناوردا مباحث آغاز میگردد. سپس در فصل سوّم، خطیسازی و تعادل مورد بررسی قرار میگیرد. مفاهیم بنیادی همچون مختصات صورت نرمال، طبقه بندی برحسب مقادیر ویژه، پایداری و توابع لیاپانوف در ادامهی این فصل مورد بررسی قرار میگیرد. تأثیر جملات غیرخطی و سیستمهای دینامیکی گسسته و نگاشتها که برای توصیف سیستمهای گسسته به کار میروند، در این فصل مورد مطالعه قرار میگیرند.
سیستم هایی که در آن ها انرژی کل سیستم در حین تحول زمانی پایستار میماند، به سیستم های هامیلتونی معروف هستند و از این حیث حائز اهمیت بوده و در فیزیک کاربردهای زیادی دارند. این مبحث در فصل چهارم معرفی میگردد. فصل پنجم که تحت عنوان مدارهای متناوب ارائه میگردد، به معرفی قضایای مهم پوانکاره-بندیکسون که مربوط به وجود جوابهای متناوب است، قضیهی فلوکه که مربوط به جوابهای معادلات دیفرانسیل خطی با ضرایب متناوب است، چگونگی به وجود آمدن مدار متناوب منفرد از انشعاب و نگاشتهای بازگشتی میپردازد. اگر مقدار ویژهای صفر باشد، پای منیفلد مرکز به میدان باز میگردد. در صورت صفر شدن مقدار ویژه، در هنگام تغییر پارامترهای خاص، انتظار تغییرات کیفی در ویژگی را داریم که به همین دلیل، نظریهی انشعاب و قضیهی منیفلد مرکز با هم مورد مطالعه قرار میگیرند. ما نیز در این کتاب، مباحث انشعاب و منیفلد مرکز و نگاشتها و انشعابات مربوطه را در فصول ششم و هفتم مورد بررسی قرار میدهیم. انشعابات بسیار مطرح در حالتهای پیوسته و گسسته در این فصول به تفصیل مورد مطالعه قرار میگیرند.
فصل اول: مقدمه
فصل دوم: مفاهیم اساسی و زیربنایی
فصل سوم: خطیسازی و تعادل
فصل چهارم: سیستمهای هامیلتونی
فصل پنجم: مدارهای متناوب
فصل ششم: انشعاب و منیفلد مرکز
فصل هفتم: نگاشتها و انشعابهای مربوطه