About isochrons of strong focus
Keywords:
centre, weak focus, strong focus, isochronism, isochrones, Poincaré – Dulac normal form, system with quadratic nonlinearitiesAbstract
The article analyses the methods for studying the isochronism of autonomous systems on a plane for different types of singular points: centre, weak focus and strong focus. The difficulty of determining a weak isochronous focus is explained. Examples of systems in the Poincaré – Dulac normal form, which show that the requirement to be isochronous imposes weak restrictions on a system with a weak focus, are given. A theorem on the form of a normalising change of a strongly isochronous strong focus is proved. Isochrones of a strongly isochronous strong focus of a system with quadratic nonlinearities are found. Phase portraits of the obtained isochronous foci and their isochrones are constructed.
References
- Куклес ИС, Пискунов НС. Об изохронности колебаний для консервативных и неконсервативных систем. Доклады Академии наук СССР. 1937;17(9):467–470.
- Руденок АЕ. Сильная изохронность центра. О периодах предельных циклов системы Льенара. Дифференциальные уравнения. 1975;11(5):811–819.
- Algaba A, Reyes M. Characterizing isochronous points and computing isochronous sections. Journal of Mathematical Analysis and Applications. 2009;355(2):564–576. DOI: 10.1016/j.jmaa.2009.02.007.
- Huygens Ch. The pendulum clock, or Geometrical demonstrations concerning the motion of pendula as applied to clocks. Ames: Iowa State University Press; 1986. 182 p.
- Chen X, Romanovski VG. Linearizability conditions of time-reversible cubic systems. Journal of Mathematical Analysis and Applications. 2010;362(2):438–449. DOI: 10.1016/j.jmaa.2009.09.013.
- Giné J. Isochronous foci for analytic differential systems. International Journal of Bifurcation Chaos. 2003;13(6):1617–1623. DOI: 10.1142/S0218127403007400.
- Giné J, Grau M. Characterization of isochronous foci for planar analytic differential systems. Proceedings of the Royal Society of Edinburgh Section A, Mathematics. 2005;135(5):985–998. DOI: 10.1017/S0308210500004236.
- Ладис НН. Коммутирующие векторные поля и изохронность. Вестник Белорусского государственного университета имени В. И. Ленина. Серия 1, Математика. Физика. Механика. 1976;1:21–24.
- Villarini M. Regularity properties of the period function near a center of a planar vector field. Nonlinear Analisys. 1992;19(8):787–803.
- Sabatini M. Characterizing isochronous centers by Lie brackets. Differential Equations and Dynamical Systems. 1997;5(1):91–99.
- Sabatini M. Non-periodic isochronous oscillations in plane differential systems. Annali di matematica pura ed applicata. 2003;182(4):487–501. DOI: 10.1007/s10231-003-0078-0.
- Руденок АЕ. Условия изохронности центра и фокуса в полярных координатах. Дифференциальные уравнения. 2008;44(10):1360–1372. EDN: JSJZKX.
- Амелькин ВВ. Об изохронности в случаях центра и негрубого фокуса. Дифференциальные уравнения. 1982;18(6):1073–1075.
- Руденок АЕ. Сильная изохронность центра и фокуса системы с полиномами третьей степени. Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-матэматычных навук. 2008;2:4–12.
- Руденок АЕ. Cильная изохронность центра и фокуса систем с однородными нелинейностями. Дифференциальные уравнения. 2009;45(2):154–161. EDN: JVTWDZ.
- Руденок АЕ. Изохронность обратимых систем с однородными нелинейностями 4-й степени. Вестник БГУ. Серия 1, Физика. Математика. Информатика. 2010;2:147–150. EDN: SJFVCT.
- Руденок АЕ. Изохронные центры систем с однородными нелинейностями. Вестник БГУ. Серия 1, Физика. Математика. Информатика. 2013;2:90–96. EDN: SNWINZ.
- Руденок АЕ. О сильной изохронности грубого фокуса. В: Амелькин ВВ, редактор. Материалы XXI Международной научной конференции по дифференциальным уравнениям (Еругинские чтения – 2023); 23–27 мая 2023 г.; Могилёв, Беларусь. Часть 1. Могилёв: Белорусско-Российский университет; 2023. с. 92–94. EDN: MZROYU.
- Руденок АЕ, Василевич МН. О сильной изохронности грубого фокуса. В: Бусел ТС, составитель. Материалы XIV Белорусской математической конференции; 28 октября – 1 ноября 2024 г.; Минск, Беларусь. Часть 2. Минск: Беларуская навука; 2024. с. 70–71.
- Амелькин ВВ, Лукашевич НА, Садовский AП. Нелинейные колебания в системах второго порядка. Минск: БГУ; 1982. 206 с.
- Ван Д, Ли Ч, Чоу ШН. Нормальные формы и бифуркации векторных полей на плоскости. Ильяшенко ЮС, редактор. Москва: Московский центр непрерывного математического образования; 2005. 416 с.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Journal of the Belarusian State University. Mathematics and Informatics

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
The authors who are published in this journal agree to the following:
- The authors retain copyright on the work and provide the journal with the right of first publication of the work on condition of license Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
- The authors retain the right to enter into certain contractual agreements relating to the non-exclusive distribution of the published version of the work (e.g. post it on the institutional repository, publication in the book), with the reference to its original publication in this journal.
- The authors have the right to post their work on the Internet (e.g. on the institutional store or personal website) prior to and during the review process, conducted by the journal, as this may lead to a productive discussion and a large number of references to this work. (See The Effect of Open Access.)



















