El teorema de Fenichel es uno de los resultados clásicos de la teoría de los sistemas rápidos-lentos. Garantiza la existencia de conjuntos localmente invariantes para la variedad lenta del sistema.
El teorema está formulado para un sistema rápido-lento de la forma
(1)
Sea, para cualquier vector del dominio conexo , existe una solución a la ecuación suavemente dependiente de , tal que la matriz es hiperbólica. Denotemos las variedades locales estables e inestables de la posición de equilibrio inestable del sistema como y respectivamente. Entonces existe tal que para cualquiera en el espacio de fase del sistema (1) existe un conjunto hiperbólico localmente invariante , que se encuentra en la vecindad del conjunto , cuyas variedades locales invariantes estables e inestables están cerca de . [una]