One of the main open problems in the qualitative theory of real planar differential systems is the study of limit cycles. In this article, we present an algorithmic approach for detecting how many limit cycles can bifurcate from the periodic orbits of a given polynomial differential center when it is perturbed inside a class of polynomial differential systems via the averaging method. We propose four symbolic algorithms to implement the averaging method. The first algorithm is based on the change of polar coordinates that allows one to transform a considered differential system to the normal form of averaging. The second algorithm is used to derive the solutions of certain differential systems associated to the unperturbed term of the normal of averaging. The third algorithm exploits the partial Bell polynomials and allows one to compute the integral formula of the averaged functions at any order. The last algorithm is based on the aforementioned algorithms and determines the exact expressions of the averaged functions for the considered differential systems. The implementation of our algorithms is discussed and evaluated using several examples. The experimental results have extended the existing relevant results for certain classes of differential systems.


翻译:在实际的平面微分系统质量理论的研究中,一个主要的开放性问题是研究极限环。本文介绍了一种基于算法的方法,通过平均方法来检测多少个极限环可以从给定的多项式微分中心的周期轨道中分叉出来,当它在一个多项式微分系统的类内被扰动时。我们提出了四个符号算法来实现平均方法。第一个算法基于极坐标的变化,将一个考虑的微分系统转换为平均的正常形式。第二个算法用于推导与平均值正规化的未扰动项相关的某些微分系统的解。第三个算法利用了偏贝尔多项式,并允许计算平均函数的积分公式在任何阶段。最后一个算法基于上述算法,并确定给定微分系统的平均函数的确切表达式。讨论并评估了我们算法的实现,并使用了几个例子进行了评估。实验结果扩展了某些微分系统的现有相关结果。

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