Periodic perturbations of quadratic planar polynomial vector fields

Abstract

Neste trabalho são estudadas perturbações periódicas, dependendo de dois parâmetros, de campos vetoriais polinomiais planares que possuem um ciclo heteroclínico infinito, que consiste de uma solução ilimitada, que conecta dois pontos de sela no infinito. O estudo global do campo vetorial, envolvendo o infinito, foi elaborado utilizando-se a compactificação de Poincaré. O resultado principal estabelece que, para certo tipo de perturbação periódica, o sistema apresenta tangências heteroclínicas e intersecção transversal das variedades invariantes de órbitas periódicas no infinito, o que implica, via o Teorema de Birkhoff-Smale, em um comportamento dinâmico bastante complexo das soluções do sistema perturbado, em uma região finita do plano de fase.

In this work are studied periodic perturbations, depending on two parameters, of quadratic planar polynomial vector fields having an infinite heteroclinic cycle, which is an unbounded solution joining two saddle points at infinity. The global study envolving infinity is performed via the Poincaré compactification. The main result obtained states that for certain types of periodic perturbations, the perturbed system has quadratic heteroclinic tangencies and transverse intersections between the local stable and unstable manifolds of the hyperbolic periodic orbits at infinity. It implies, via the Birkhoff-Smale Theorem, in a complex dynamical behavior of the solutions of the perturbed system, in a finite part of the phase plane.