拉萨尔认为,运动的极限集位置的研究实际上也就是考查该运动的渐近行为,适当的选定李雅普诺夫函数能给出极限集位置的信息,特别是利用极限集的不变性可以做到这点,因此他称此思想为“不变性原理”。他以不变原理为纲,用简洁的篇幅高度概括地介绍了动力系统运动稳定性的基本理论。
考虑维自治系统
,其中
,
,并记
为该系统在
时刻从
出发的轨线。
定义 设集合,若
,有
,则称
为该系统的轨线的一个正向不变集。若存在
和
使得
,则称当
时,
。
定理 (拉萨尔不变性原理和渐近稳定性定理)设是一有界闭集,在
时刻从
内
出发的轨线
。若
,它具有连续的一阶偏导数且其全导数
常负,又设
并有最大正向不变集
,则当
时,
。特别是当
(零平衡点)时,该自治系统的零平衡点是渐近稳定的。
拉萨尔不变性原理给出了李雅普诺夫稳定性理论的统一认识,且极大地推广了李雅普诺夫第二方法。这个原理将孤立平衡点(无扰运动)的稳定性推广到了集合的稳定性;同时,对函数的要求也从正定的放宽为可以变号的。它主要应用于定常系统,但不限于此类系统。