Skip to main content Skip to main navigation menu Skip to site footer
  • Login
  • Language
    • English
    • Język Polski
  • Menu
  • Home
  • Current
  • Online First
  • Archives
  • About
    • About the Journal
    • Submissions
    • Editorial Team
    • Privacy Statement
    • Contact
  • Login
  • Language:
  • English
  • Język Polski

Topological Methods in Nonlinear Analysis

A new construction of counterexamples to the bounded orbit conjecture
  • Home
  • /
  • A new construction of counterexamples to the bounded orbit conjecture
  1. Home /
  2. Archives /
  3. Online First Articles /
  4. Articles

A new construction of counterexamples to the bounded orbit conjecture

Authors

  • Jiehua Mai
  • Enhui Shi
  • Kesong Yan https://orcid.org/0000-0003-0352-1293
  • Fanping Zeng

DOI:

https://doi.org/10.12775/TMNA.2025.055

Keywords

Fixed point, periodic point, plane homeomorphism, bounded orbit, $\omega$-limit set, $\alpha$-limit set

Abstract

The bounded orbit conjecture says that every homeomorphism on the plane with each of its orbits being bounded must have a fixed point. Brouwer's translation theorem asserts that the conjecture is true for orientation preserving homeomorphisms, but Boyles' counterexample shows that it is false for the orientation reversing case. In this paper, we give a more comprehensible construction of counterexamples to the conjecture. Roughly speaking, we construct an orientation reversing homeomorphisms $f$ on the square $J^2=[-1, 1]^2$ with $\omega(x, f)=\{(-1, 1), (1, 1)\}$ and $\alpha(x, f)=\{(-1, -1), (1, -1)\}$ for each $x\in (-1, 1)^2$. Then, by a semi-conjugacy defined by pushing an appropriate part of $\partial J^2$ into $(-1, 1)^2$, $f$ induces a homeomorphism on the plane, which is a counterexample.

References

S.M. Boyles, A counterexample to the bounded orbit conjecture, Trans. Amer. Math. Soc. 266 (1981), 415–422.

L.E.J. Brouwer, Beweiss des ebenen Translationssatzes, Math. Ann. 72 (1912), 37–54.

M. Brown, A new proof of Brouwer’s lemma on translation arcs, Houston J. Math. 10 (1984), 35–41.

A. Fathi, An orbit closing proof of Brouwer’s lemma on translation arcs, L’enseignement Mathematique 33 (1987), 315–322.

J. Franks, A new proof of the Brouwer plane translation theorem, Ergodic Theory Dynam. Systems 12 (1992), 217–226.

L. Guillou, Théorème de translation plane de Brouwer et généralisations du théorème de Poincaré–Birkhoff, Topology 33 (1994), 331–351.

P. Le Calvez, From Brouwer theory to the study of homeomorphisms of surfaces, European Mathematical Society (EMS), Zürich, 2006, pp. 77–98.

P. Le Calvez, Une version feuilletée équivariante du théoréme de translation de Brouwer, Inst. Hautes Études Sci. Publ. Math. 102 (2005), 1–98.

Topological Methods in Nonlinear Analysis

Downloads

  • PREVIEW
  • FULL TEXT

Published

2026-06-28

How to Cite

1.
MAI, Jiehua, SHI, Enhui, YAN, Kesong and ZENG, Fanping. A new construction of counterexamples to the bounded orbit conjecture. Topological Methods in Nonlinear Analysis. Online. 28 June 2026. pp. 1 - 10. [Accessed 26 July 2026]. DOI 10.12775/TMNA.2025.055.
  • ISO 690
  • ACM
  • ACS
  • APA
  • ABNT
  • Chicago
  • Harvard
  • IEEE
  • MLA
  • Turabian
  • Vancouver
Download Citation
  • Endnote/Zotero/Mendeley (RIS)
  • BibTeX

Issue

Online First Articles

Section

Articles

Stats

Number of views and downloads: 0
Number of citations: 0

Search

Search

Browse

  • Browse Author Index
  • Issue archive

User

User

Current Issue

  • Atom logo
  • RSS2 logo
  • RSS1 logo

Newsletter

Subscribe Unsubscribe
Up

Akademicka Platforma Czasopism

Najlepsze czasopisma naukowe i akademickie w jednym miejscu

apcz.umk.pl

Partners

  • Akademia Ignatianum w Krakowie
  • Akademickie Towarzystwo Andragogiczne
  • Fundacja Copernicus na rzecz Rozwoju Badań Naukowych
  • Instytut Historii im. Tadeusza Manteuffla Polskiej Akademii Nauk
  • Instytut Kultur Śródziemnomorskich i Orientalnych PAN
  • Instytut Tomistyczny
  • Karmelitański Instytut Duchowości w Krakowie
  • Ministerstwo Kultury i Dziedzictwa Narodowego
  • Państwowa Akademia Nauk Stosowanych w Krośnie
  • Państwowa Akademia Nauk Stosowanych we Włocławku
  • Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Pigonia w Krośnie
  • Polska Fundacja Przemysłu Kosmicznego
  • Polskie Towarzystwo Ekonomiczne
  • Polskie Towarzystwo Ludoznawcze
  • Towarzystwo Miłośników Torunia
  • Towarzystwo Naukowe w Toruniu
  • Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
  • Uniwersytet Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie
  • Uniwersytet Mikołaja Kopernika
  • Uniwersytet w Białymstoku
  • Uniwersytet Warszawski
  • Wojewódzka Biblioteka Publiczna - Książnica Kopernikańska
  • Wyższe Seminarium Duchowne w Pelplinie / Wydawnictwo Diecezjalne „Bernardinum" w Pelplinie

© 2021- Nicolaus Copernicus University Accessibility statement Shop