带源的KP方程的Lax可积性
广义Riccati方程可积性的一类判定方法
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相似文献(10条) 1.期刊论文 庞建华.PANG Jian-hua Riccati方程的一些新的可积性条件 -广西工学院学报2008,19(2)
利用变量变换和初等积分法来研究Riccoati方程的可积性条件,得到了一些Riccati方程可积的充分条件及其通积分.
2.期刊论文 伍锦棠.罗明福.WU Jin-tang.LUO Ming-fu Riccati方程的可积性判据 -华侨大学学报(自然科学 版)2008,29(2)
参考文献(3条) 1.Li HongXiang Elementery Quadratares of ordinary Differential E quations 1992 2.Zhao Linlong A New Integrability Condition for Riccati Differential Equat ion 1998 3.E Kamke.张鸿 常微分方程手册 1977
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可积系统在数学物理学中的研究
可积系统在数学物理学中的研究在数学物理学领域中,可积系统是一类非常重要的研究对象。
可积系统是指能够通过解析方法求解的系统,其解具有良好的性质和可计算性。
这些系统在物理学的各个领域中都有广泛的应用,包括量子力学、统计力学和场论等。
本文将介绍可积系统的基本概念和研究方法,并探讨其在数学物理学中的重要性。
可积系统最早出现在19世纪的力学中。
当时,研究者们发现某些力学系统的运动方程可以通过分离变量的方法求解,这些系统被称为可积系统。
可积系统的解具有周期性和稳定性,能够提供系统运动的完整信息。
随着研究的深入,人们发现可积系统不仅在力学中存在,而且在其他物理学领域中也有广泛应用。
在量子力学中,可积系统是研究粒子运动的重要工具。
例如,一维谐振子就是一个可积系统,其运动方程可以通过解代数方程得到。
这种可积性使得我们能够准确地计算粒子的能级和波函数,从而深入理解量子力学的基本原理。
可积系统还在统计力学中发挥着重要作用。
例如,一维理想气体的运动方程可以通过分离变量的方法求解,从而得到气体的粒子分布函数。
这种可积性使得我们能够准确地计算气体的热力学性质,如压力、温度和熵等。
可积系统的研究方法主要包括解析方法和代数方法。
解析方法是通过求解系统的运动方程得到解析解,这种方法在一些简单的系统中非常有效。
代数方法是通过建立系统的代数结构来研究其性质,这种方法在一些复杂的系统中非常有用。
例如,通过引入Lax对,我们可以将可积系统与李代数和Poisson括号联系起来,从而得到系统的一些重要性质。
可积系统的研究不仅在理论上有重要意义,而且在实际应用中也有广泛的应用。
例如,在固体物理学中,可积系统可以用来描述晶格振动和电子输运等现象。
在数学领域中,可积系统的研究也是一个非常重要的课题。
例如,在代数几何中,可积系统可以用来描述曲线的运动和形变等性质。
在数论中,可积系统可以用来研究数的分布和性质等问题。
总之,可积系统在数学物理学中的研究具有重要的意义和应用价值。
用差分方程计算行列式
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电路理论基础第四章西安电子科技大学出版社
a11x1′ + a12 x2′ + L + a12b x2′ b = c1′
⎫
a21x1′ + a22 x2′ + L + a22b x2′ b = c2′
⎪ ⎪
LL
⎬ ⎪
a2b1x1′ + a2b 2 x2′ + L + a2b 2b x2′ b = c2′ b ⎪⎭
a11x1′′ + a12 x2′′ + L + a12b x2′′b = c1′′
N
i =0
a +
ubo-c
N0
i a+ u
b-
R eq
=
u i
方法2: uoc 的求法同前;令网络 N 端口短路,求出其短
路电流 isc ,则有 R eq = u oc i sc 。
证明:
a
a
N
isc
b
uoc
Req isc
b
R eq
=
u oc i sc
方法3:求出网络 N 的端口VAR,画出
由电压源与电阻串联而成的等效电路。
例1:求图示电路的戴 维南等效电路。
解法1:
2Ω 2V
a
2Ω - 4V + I
2I b
2Ω 2V
I=0a
2Ω - 4V +
2I
+ U- ObC
U OC = 4 − 2 = 2 (V )
将原网络内部独立源置零,得:
a 设 I 已知,有
2Ω
2Ω
I+
U
2I
-b
U = 2I + (2I + I ) × 2 = 8I
能带论计算方法简介
a
8
3、哈特利-福克近似
通过绝热近似,把电子的运动和原子核的运动分开,得到了多电子薛定谔方程:
引入哈特利波函数 : 通过哈特利-福克自洽场近似方法,将多电子的薛定谔方程简化为单电子有效势方程:
在哈特利-福克近似中,已包含了电子与电子的交换相互作用,但自旋反平行电子间的排 斥相互作用没有被考虑:在 r 处已占据了一个电子,那么在r’处的电子数密度就不再是 p(r’) 而 应该减去一点;或者说,再加上一点带正电的关联空穴,即还需考虑电子关联相互作用。
在弱周期场近似中,波函数由平面波叠加而成,要使波函数在离子实附近有振荡的特 点,平面波的展开式中要有较多的频率成分,因而收敛很慢,所以平面波方法计算固体能 带实际计算难以进行。
1940年 Herring 提出了OPW方法,取波函数为平面波和紧束缚波函数的线性组合, 并要求与离子实不同壳层紧束缚波函数正交,从而自然地兼顾了波函数在离子实附近以及 在离子之间应有的特征,求解时,往往只需要取几个正交平 面波,结果就很好了。
a
9
4、交换关联泛函的简化
在 Hohenberg-Kohn-Sham 方程的框架下,多电子系统基态特性问题能在形式上转化成有效单 电子问题。该计算方案只有在找出交换关联势能泛函的准确的、便于表达的形式才有意义。
在具体计算中常用 W.Kohn 和 L.J.Sham 提出的交换关联泛函局域密度近似是一个简单可行而又 富有实效的近似。其基本思想是在局域密度近似中,可利用均匀电子气密度函数来得到非均匀电 子气的交换关联泛函。
方法上的简化使大分子系统的研究成可能,酶反应机制的理论计算就是其中典型的实例, 如今,密度泛函方法已经成为量子化学中应用最广泛的计算方法,因此沃尔特·科恩获得了 1998年诺贝奖。
kp方程的复合型解
kp方程的复合型解《KP方程的复合型解》是一种新的数学方法,可用来求解多元微分方程的复合解。
KP方程是一种典型的三维微分方程,它可以描述在矢量变量上的偏微分方程系统的动态特性。
复合型解是一种求解复杂常微分方程的方法,它将方程拆分成一系列小的问题,并求解每个小问题,最终综合求得复杂方程的总结解。
KP方程:KP方程是由留存型时变动态系统的理论得到的。
它描述的是三维变量的动态特性,又称为KP系统。
KP方程由三个时变的三元函数组成,这三个函数分别为x(t),y(t)和z(t),t表示时间。
KP方程形式为:frac{dx}{dt}=xyzfrac{dy}{dt}=zxfrac{dz}{dt}=xy其中,x,y,z表示三维矢量变量。
KP方程可通过分离变量及积分来求解。
KP方程的复合型解:复合型解是一种求解复杂微分方程的方法,它将方程拆分成一系列小的问题,并求解每个小问题,最终综合求得复杂方程的总结解。
KP方程的复合型解是将KP方程拆分成一系列有限的解,每个解可以由一系列积分形式得到,最终的解可以通过复合型解的方法求得。
首先,可以将KP系统降低为两个线性系统,第一个可以写为:frac{dx}{dt}=xyfrac{dy}{dt}=z第二个可以写为:frac{dy}{dt}=-xfrac{dz}{dt}=x-y然后,可以使用积分法求解上述两个系统的解,第一个系统可以求得:x(t)=c_{1}e^{c_{2}t}y(t)=c_{3}+c_{4}t其中,c_{1},c_{2},c_{3},c_{4}为常数,而第二个系统的解则可以为:y(t)=c_{5}cos(t)+c_{6}sin(t)z(t)=c_{7}cos(t)+c_{8}sin(t)+c_{9}t其中,c_{5},c_{6},c_{7},c_{8},c_{9}也是常数。
最后,将两个解进行综合,可以得到KP方程的复合型解:x(t)=c_{1}e^{c_{2}t}y(t)=(c_{5}+c_{3})cos(t)+(c_{6}+c_{4})sin(t)z(t)=(c_{7}+c_{3})cos(t)+(c_{8}+c_{4})sin(t)+c_{9}tConclusion:本文介绍了KP方程的复合型解求解方法。
可积性理论知识点总结
可积性理论知识点总结引言可积性理论是数学中重要的研究领域之一,它涉及到微分方程、物理学和几何学等多个学科。
本文将从基本概念入手,逐步介绍可积性理论的主要知识点,并通过实例加深理解。
1. 可积性的概念可积性是一个函数或方程的性质,它表明该函数或方程在某种意义下可以进行积分运算。
通常情况下,我们将可积性分为弱可积性和强可积性两类。
弱可积性意味着我们可以找到一个积分表达式,对函数进行积分。
而强可积性则更为严格,要求能够找到一个显式的解析解或者递归关系式。
2. 可积性的判定方法可积性的判定方法有多种,其中比较常见的是通过求解方程的一些特殊解或者利用变换方法进行判定。
例如,对于线性常微分方程,我们可以通过求解其特解来判定其可积性。
而对于非线性方程,我们可以通过变换到其他已知的可积方程来判定。
3. 可积性与守恒律的关系可积性理论与守恒律之间存在紧密关系。
在物理学中,守恒律描述了一些物理量在时间和空间上的不变性。
而可积性方程通常可以通过守恒律的推导得到。
以Korteweg-de Vries方程为例,它描述了水波的传播,同时也是一个可积方程。
通过守恒律的推导,我们可以得到该方程的Lax对和守恒量。
4. 可积性的应用可积性理论在各个领域都有广泛的应用。
在数学中,可积性理论为解决一些复杂的微分方程问题提供了重要的工具。
在物理学中,可积性理论在描述自然界中的各种现象起到了关键作用。
例如,非线性光学中的可积系统模型和反常色散现象的研究。
在工程学中,可积性理论可以应用于信号处理、图像处理和通信系统设计等方面。
通过掌握可积性理论,我们可以更好地理解和应用这些技术。
结论本文对可积性理论进行了概念介绍、判定方法、与守恒律的关系以及应用等方面进行了总结。
可积性理论在数学、物理学和工程学中都扮演着重要角色,对于进一步深入研究和应用具有重要意义。
希望读者能通过本文对可积性理论有更深入的了解。
约束离散kp系列的双线性恒等式
[]
另外,约束离散 KP 系列的 Lax 方程(
2)满足 8
(
Lk)
Lk ] , qtm =Bmq, rtm =-Bm∗r.
tm = [Bm ,
引理 1 对任意的两个拟微分算子 X,
Y ∈F(
Δ),等式
(
6)
(
7)
(
8)
[
8]
(
成立 .
∞
( ∑tz ) ) (
n
Re
sz X(
q1(
定义 2[8] 约束离散 KP 系列的波函数 ω(
n;
t,
z)和共轭波函数 ω∗ (
n;
t,
z)定义为
[收稿日期]2020
G
03
G
09; [修改日期]2020
G
03
G
22
[基金项目] 国家自然科学基金面上项目(
11671371,
11871446)
[作者简介] 胡晓岩(
1994- ),女,硕士在读,应用数学专业 .
(
ωt∗m =- (L∗ (
n-1)) m+ω∗ (
n;
t,
z), Φt∗m =An∗ω∗ (
n;
t,
z),
11)
∗
∗
∗
∗
∗
∗
∗
∗
m
∗
这里 Φ 是由 Δ Φ =-q(
t)
ω 定义的共轭波算子,
An 满足 Δ An =q(
(, ) τ(n;
(, )
ω∗ (
n;
t,
z)= (W -1(
n-1;
t)) ∗ (
1+z)-ne-ζtz =
kp和mkp可积系列的平方本征对称和miura变换
(2.3)
KP和mKP可积系列的Lax算子L可以分别通过dressing算子S和Z^17〕给出
SdS-1, S = 1 + s1d-1 + s2d-2 + s3d-3 + …, k = 0, ZdZ-1, Z = z0 + z1d-1 + z2d-2 + z3d-3 + …,k = 1.
(2.4)
系数si和Zj都是具有无穷多变量t = (t1 = X,t2,t3, - - •)的函数. 定义本征函数0和共辄本征函数0如下[19-20]
*通讯作者
No.1
耿露敏等:KP和mKP可积系列的平方本征对称和Miura变换
11
成的反-Miura变换,但它缺乏对其它Miura变换和反-Miura变换的研究.本文将考虑这 个问题.
2 KP和mKP可积系列
为了叙述方便,首先介绍一些符号.考虑拟微分算子国
g = {工 Uidl\,
I
丿
这里d =篦且系数为Ui =
平方本征(SE)对称[19-22]又叫作“ghost”对称[22],通过本征函数和共辄本征函数来定 义,在可积系列中是一种重要的对称.SE对称有两个很重要的应用:1) SE对称可以看作 是附加对称[22-24]的生成算子,附加对称是依赖于时间和空间变量的对称;2) SE对称可 以用来定义对称约束[20]和扩展可积系列[25-26]•近期,已经研究了 BKP可积系列的SE对 称[27], Toda晶格可积系列以及B和C类型的子可积系列[28-29]•本文研究KP和mKP可 积系列及其约束的平方本征对称,Miura变换和反-Miura变换.
⑵
三X,血…)•任给函数/,夕与f的乘积满足Leibnitz规则
力学基本方程中代尔塔
力学基本方程中代尔塔
代尔塔函数,又称狄拉克函数或单位冲激函数,是一种在物理学和数学中常用的特殊函数。
在力学基本方程中,代尔塔函数常用于描述集中力的作用或者处理连续介质中的冲击。
在三维力学中,代尔塔函数通常表示为δ(x-x0),其中x和x0分别代表位置变量,δ(x-x0)表示在x=x0处取值为无穷大,其它位置取值为零的函数。
具体来说,代尔塔函数满足以下性质:
1. 归一化性质:∫ δ(x-x0) dV = 1,其中积分范围为整个空间。
2. 平移性质:δ(x-x0) = δ(x0-x),即代尔塔函数与位置变量的交换对称。
3. 缩放性质:δ(kx-kx0) = |k|⁻³δ(x-x0),其中k是任意非零常数。
4. 乘法性质:f(x)δ(x-x0) = f(x0)δ(x-x0),其中f(x)是任意连续函数。
在力学中,代尔塔函数常用于描述点源或者集中力的作用,例如刚性杆件上的集中力、质点的冲量等。
通过将代尔塔函数引入到力学基本方程中,可以方便地处理这些集中力对系统的影响。
需要注意的是,代尔塔函数在数学上并不是一个严格定义的函数,而是一种广义函数或者分布。
它的定义和性质在物理学和数学领域有不同的表述方式,具体应用时需要根据具体问题进行合适的处理。
karplus方程
karplus方程【1】卡普拉斯方程简介卡普拉斯方程(Karplus Equation)是一种描述化学反应动力学的数学模型,由美国化学家马丁·卡普拉斯(Martin Karplus)于1953年提出。
该方程以概率论为基础,用于预测化学反应的速率常数和反应途径。
在化学、生物学、环境科学等领域具有广泛的应用价值。
【2】卡普拉斯方程的数学表达式及意义卡普拉斯方程采用反应物浓度的幂次方作为概率密度函数,描述了反应物浓度对反应速率的影响。
其数学表达式为:k = ∫(P(n) × dn) / ∫(P(n-) × dn-)其中,k表示反应速率常数,P(n)表示n个反应物分子的概率密度,dn表示n个反应物分子的微小浓度变化,dn-表示n-1个反应物分子的微小浓度变化。
卡普拉斯方程的意义在于,它将化学反应动力学与统计力学相结合,为研究者提供了一种从微观角度解析化学反应规律的方法。
【3】卡普拉斯方程在实际应用中的案例卡普拉斯方程在许多实际应用场景中发挥着重要作用,例如:1.催化反应:通过研究催化剂活性位点上的反应物浓度变化,优化催化剂结构和反应条件,提高反应效率。
2.生物体内代谢:利用卡普拉斯方程研究生物体内代谢途径,揭示生物大分子相互作用机制,为药物设计和疾病治疗提供理论依据。
3.环境科学:分析大气污染物、水体中有机物的反应动力学过程,为环境治理提供科学依据。
【4】卡普拉斯方程的局限性与改进尽管卡普拉斯方程在许多领域具有较高的预测准确性,但它也存在一定的局限性。
例如,在处理多原子分子反应时,卡普拉斯方程的计算复杂度较高,难以适用于大规模的分子体系。
此外,卡普拉斯方程主要针对一级反应,对二级及更高级反应的预测准确性较低。
为了解决这些问题,研究者对卡普拉斯方程进行了改进,如引入反应路径积分方法、发展基于机器学习的反应动力学模型等。
这些改进有助于拓展卡普拉斯方程的应用范围,提高反应动力学的预测能力。
椭圆可积系统-概述说明以及解释
椭圆可积系统-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在文章的引言部分,我们将对椭圆可积系统进行概述。
椭圆可积系统是数学领域中的一个重要研究方向,常常与力学系统、动力系统等相关。
椭圆可积系统是指具有可积结构的椭圆方程系统。
可积是指系统存在可分离变量的解析解,即可以通过代数和函数运算得到解析解的形式。
椭圆方程系统是一个包含多个椭圆方程的方程组,其中每个椭圆方程都有响应的可积结构。
椭圆可积系统的研究领域广泛,包含了许多重要的数学方法和概念。
其中,分离变量法、特殊函数、椭圆函数等是研究椭圆可积系统的基础工具。
这些工具和方法为解决一类特殊的非线性偏微分方程提供了重要的数学手段。
椭圆可积系统的研究不仅对基本理论有着重要的意义,还在应用中发挥着重要作用。
例如,在力学中,椭圆可积系统可以用来描述天体运动、刚体运动等动力学问题。
在物理中,椭圆可积系统也可以用来描述量子力学中的粒子运动、量子系统中的共振效应等。
本文将对椭圆可积系统的基本概念进行介绍,并详细阐述其相关的数学方法和应用研究。
通过对现有的文献和研究成果进行综合分析和归纳,旨在为读者提供一个全面了解椭圆可积系统的文章。
同时,我们也将展望未来椭圆可积系统研究的发展方向和可能的应用前景。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构是指文章在整体上的组织方式,包括各个章节的分布和内部的逻辑关系。
本文主要围绕椭圆可积系统展开讨论,通过以下几个部分来构建文章结构。
首先,在引言部分对椭圆可积系统进行概述。
引言部分将简要介绍椭圆可积系统的定义、特征以及应用领域,为读者提供一个对该主题的整体认识。
同时,引言部分还将介绍本文的结构和目的,引导读者对文章的整体架构有所了解。
其次,正文部分将分为两个要点来详细探讨椭圆可积系统。
第一个要点将着重介绍椭圆可积系统的基本理论和数学模型,包括椭圆的定义、数学性质以及椭圆方程的求解方法等内容。
第二个要点将深入讨论椭圆可积系统在实际应用中的具体案例和方法,包括椭圆可积系统在物理、工程、生物等领域的应用,并对其优势和局限性进行评估。
椭圆链式KP系统的可积性分析
椭圆链式KP系统的可积性分析
王辛乙
【期刊名称】《理论数学》
【年(卷),期】2024(14)5
【摘要】我们以前已经深入研究了求解椭圆链式KP方程的直接线性化方法,而求解该方程的柯西矩阵方法只是近年来的一个热门主题。
本文将讨论基于柯西矩阵方法的椭圆链式KP方程的可积性,为下一步的求解做准备。
本文首先从辅助向量
u(2i)=(IXC)−1Pic出发得到椭圆链式KP系统的lax组,然后从Lax组中推导出椭圆链式KP系统来完成闭环。
【总页数】7页(P219-225)
【作者】王辛乙
【作者单位】上海理工大学理学院
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.q-KP可积系列规范变换的交换性
2.阳极组装积放链式输送机系统设计
3.对角型蜕化椭圆组广义解的有界性和可积性
4.带源的KP方程的Lax可积性
5.带源的KP 方程的Lax可积性
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可积系统
可积一般涉及到微分方程的求解。
而可解虽然包括可积,但未必需要有微分方程。
可积系统是指对应于一个自由度为N的动力学系统,存在有N个守恒量,这N个守恒量的对易关系给出N个微分方程,这样N个自由度都可以严格被限制在解上。
因此,系统称为可积。
实际上,这个问题可以扩展到无穷自由度动力学系统,相应的可积性称为Liouville可积。
比如Hitchin系统就是黎曼面上的二维无穷自由度可积系统,它对应的谱曲线为Seiberg-Witten曲线,相应的微分方程是Seiberg-Witten方程(有的数学文献称为Picard-Fuchs方程)。
这样的系统的求解问题实际上就是著名的模几何问题。
这是代数几何的中心问题之一。
一般在可积系统中会出现代数几何,代数拓扑之类的东西,实际上都是来源于无穷自由度动力学系统的研究。
涉及的代数几何有:Monodromy,Homology,Holonomy, Cohomology等等。
可解实际上并不需要一定有微分方程,它可以是代数线性方程,比如矩阵方程之类的。
但是由于算子代数的出现,可解和可积实际上可以等价。
因为一个微分算子既可以得到一个微分方程,而如果选择好了基矢,它也可以变成一个矩阵方程。
实际上,物理上早就有这个例子了。
薛定谔方程是微分方程,而海森堡方程是矩阵方程。
两种表象描述等价。
可积系统(模型)可以分为经典可积系统和量子可积系统以及可解统计模型有限维的经典可积系统可积性有刘维尔可积性,由于辛对称性具有2n个自由度的动力系统,只要给出n个独立对合的守恒流,系统就可完全约化,一般的由m个独立的辛对称性,辛约化后系统的自由度降低2m,这是在辛几何下可积性,除此之外,更有意义的可积性的框架是拉克斯对和零曲率表示,他们的好处是直接给出守恒量和可以用反散射/非线性傅里叶变换求解,刘维尔可积系统都有拉克斯表示和零曲率表示(不唯一),反之未必。
拉克斯算子相当威尔逊算子也相当于单值群算子量子化之后就是量子场论中的散射矩阵或者统计物理中的转移矩阵,他们分别满足经典和量子的扬巴克斯方程,拉克斯表示是一个等谱形变的系统,可以定义谱曲线,拉克斯算子的本征值或各阶迹是系统的守恒量,拉克斯对的几何描述就是谱曲线上的向量丛,系统守恒流的生成函数叫做tau 函数,满足一定的函数方程,微分方程或者代数方程,在可积的量子多体问题和量子场论,可解统计场论中,配分函数就是算子乘积的生成函数,类似于tau 函数,也满足由对称性决定的函数方程,微分方程或者代数方程,成为ward 恒定式,可以认为是经典作用量的主方程(BV 框架)的量子化。
普吕克函数
普吕克函数普吕克函数是一种数学函数,被广泛应用于数学、物理学、工程学等领域。
本文将从定义、特点、应用等方面分步骤阐述普吕克函数的相关内容。
一、定义普吕克函数指的是一个实变函数,通常用符号P(x)表示。
它的定义域为实数集,值域为[-1, 1]。
普吕克函数具有以下形式:P(x) = 1/2 + ∑(k=1)^(∞)(a(k)cos(kx) + b(k)sin(kx))其中,a(k)和b(k)是P(x)的傅里叶系数。
二、特点1. 周期性:普吕克函数具有以2π为周期的周期性。
2. 偶函数:当k为偶数时,cos(kx)为偶函数,所以a(k)为奇数项,但是sin(kx)为奇函数,所以b(k)为偶数项。
因此,P(x)为偶函数。
3. A.C.零点:A.C.零点是普吕克函数中所有导数等于零的点,其总数为2k个。
4. 密度:普吕克函数密度在x=0处最大,成为峰值,其值为1/π。
三、应用1. 数学领域:普吕克函数是一个常见的傅里叶级数应用。
它是许多数学公式和表格中的一部分。
2. 物理学领域:普吕克函数在量子力学中有广泛的应用,它是电子密度函数的傅里叶级数。
3. 工程学领域:普吕克函数在信号处理中也有广泛的应用,它能够对信号进行离散傅里叶变换。
四、总结普吕克函数是一种高度研究和广泛应用的数学函数。
它具有周期性、偶函数、A.C.零点和密度等特点,广泛应用于数学、物理学、工程学等各个领域。
在应用中,我们可以使用普吕克函数对信号进行离散傅里叶变换,可以对电子密度函数进行傅里叶级数的应用,也可以用于许多公式和表格中,为人们提供有效的数值计算。
泊松方程和拉普拉斯方程
泊松方程和拉普拉斯方程势函数的一种二阶偏微分方程。
广泛应用于电学、磁学、力学、热学等多种热场的研究与计算。
简史1777年,拉格朗日研究万有引力作用下的物体运动时指出:在引力体系中,每一质点的质量m k除以它们到任意观察点P的距离r k,并且把这些商加在一起,其总和即P点的势函数,势函数对空间坐标的偏导数正比于在 P点的质点所受总引力的相应分力。
1782年,P.S.M.拉普拉斯证明:引力场的势函数满足偏微分方程:,叫做势方程,后来通称拉普拉斯方程。
1813年,S.-D.泊松撰文指出,如果观察点P在充满引力物质的区域内部,则拉普拉斯方程应修改为,叫做泊松方程,式中ρ为引力物质的密度。
文中要求重视势函数 V在电学理论中的应用,并指出导体表面为等热面。
静电场的泊松方程和拉普拉斯方程若空间分区充满各向同性、线性、均匀的媒质,则从静电场强与电势梯度的关系E=-墷V和高斯定理微分式,即可导出静电场的泊松方程:,式中ρ为自由电荷密度,纯数εr为各分区媒质的相对介电常数,真空介电常数εo=8.854×10-12法/米。
在没有自由电荷的区域里,ρ=0,泊松方程就简化为拉普拉斯方程。
在各分区的公共界面上,V满足边值关系,,式中i,j指分界面两边的不同分区,σ为界面上的自由电荷密度,n表示边界面上的内法线方向。
边界条件和解的唯一性为了在给定区域内确定满足泊松方程以及边值关系的解,还需给定求解区域边界上的物理情况,此情况叫做边界条件。
有两类基本的边界条件:给定边界面上各点的电势,叫做狄利克雷边界条件;给定边界面上各点的自由电荷,叫做诺埃曼边界条件。
边界几何形状较简单区域的静电场可求得解析解,许多情形下它们是无穷级数,稍复杂的须用计算机求数值解,或用图解法作等势面或力线的场图。
除了静电场之外,在电学、磁学、力学、热学等领域还有许多服从拉普拉斯方程的势场。
各类物理本质完全不同的势场如果具有相似的边界条件,则因拉普拉斯方程解的唯一性,任何一个势场的解,或该势场模型中实验测绘的等热面或流线图,经过对应物理量的换算之后,可以通用于其他的势场。
kp方程的复合型解
kp方程的复合型解KP方程是一类非线性偏微分方程,广泛应用于物理学、数学和工程领域。
本文将介绍KP方程的复合型解,包括定义、性质、求解方法和应用。
一、定义和性质KP方程是Kadomtsev-Petviashvili方程的简称,最初由V.B. Kadomtsev和V.I. Petviashvili在1970年独立提出。
KP方程是一个(2+1)维的非线性偏微分方程,通常用以下形式表示:u_t + 6uu_x + u_{xxx} = 0u_{yy} + u_{xx} + 3(u^2)_x = 0其中,t是时间变量,x和y分别是空间变量,u是未知函数。
KP方程具有以下性质:1.KP方程是一个完全可积的方程,可以通过无穷守恒量来求解。
2. KP方程可以通过B\"{a}cklund变换、Hirota方法、贝尔多项式等方法得到复合型解。
3.KP方程的解具有奇异性和可压缩性,可描述许多物理现象,如水波、等离子体等。
二、求解方法KP方程复合型解的求解通常采用Hirota方法、贝尔多项式方法和Darboux变换等方法。
以下分别介绍这几种方法。
1. Hirota方法Hirota方法是一种基于双线性形式的方法,适用于求解非线性偏微分方程。
通过引入一个新的函数,将KP方程化为类似于线性方程体系的形式,并通过操纵该函数的贝克勒尔-斯奈德(Bäcklund-Schneider)变换来得到解析解。
2.贝尔多项式方法贝尔多项式方法是一种基于多项式形式的方法,适用于求解含有非线性项的偏微分方程。
KP方程的复合型解可以通过贝尔多项式的形式给出,其中贝尔多项式是由多个参数和变量构成的函数。
3. Darboux变换Darboux变换是一种基于B\"{a}cklund变换的方法,可用于求解非线性偏微分方程。
KP方程的复合型解可以通过Darboux变换得到,即通过将主方程转换为附加方程,再通过附加方程构造出新的解。
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中图分类号 : 15 O 7
文献标识码 : A
文章编号 :6 1 0z (07 o —08 —0 17 — 9  ̄20 )7 0 9 3
1 带源的 K P方程的双线性化
已知 带源 的 K P方 程 的非线 性形 式[ 为 : 3 ]
・
收稿 日期 :0r一o —0 20 4 5 7 作者简 介 : 申亚丽 (99一)女 , 1r 7 , 硕士研究生 , 主要从事 孤立 子与 可积系统研究 .
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2c 年 7月 0r 7
Jl 07 u _2 0
【 数理化科学 】
带 源 的 KP方 程 的 L x可 积 性 。 a
申 亚 丽
( 运城学院 应用数学系 , 山西 运城 o 4o ) 40o
摘要 : 利用一些双线性算子恒等式构造 出带 源的 方 程的双线 性 B l d变换 , 后从 双线性  ̄k n u 然
ma o i tn
0 引 言
从已有的研究可知, 对于可积的非线性系统必定存在孤立子解 . 但到 目 前为止 , 对于一个非线性系统
是否可积还没有一个完全确定和统一的定义. 所谓可积性是指不同意义下的可积, L u U 可积[、 如 ive oi 1 反 l
散射可积、 对称可积、a le P n v 可积、a可积[ . i e L x 如果一个系统存在 L 对, a 那么就称其为 Lx x a可积 .
( 4 呐 瑚 吉咖= 砉 。
( : D ) ・ =0 D + y 毋 f
( 方程的双线性 B l n 变换  ̄d d u
定理 : 如果 (, , ) 厂 是方程() 2 的解 , 则满足下列条件的 ( , ) 厂 , 也是方程( ) 2的解 :
Ab ta t y u i g te b l e ro e tr d n i e ,t i p p r o sr c e bl e r a ku d t n fr — sr c :B s i n a p r o e t is h s a e n t t t i n a c l n a s ma n h i a i t c u sh i B r o t n fr te K q ain w t ef o s tn Ol2q b an e L x p i rt e KP e u t n w t l i P e u t i s l c n i e t t e ,o t s t a arf q a i i s f o o h o h - s S l . X i h o h o h e -
c n i e t o re o tebl erB cln rn fr t n n sie elxp i ytec m t it o s n u csf m in a a ku d t soma o ,a dt t s t arb o p i ly s t s r h i a i e f h a i h a bi cnio o dt n. i Ke r s KP e u t n wt l c nitn 0 H slo lt n L xp i; in a a ku d t n fr ywo d : q a o i sf o s t u :oi n s u o ; a ar bl erB c ln r s - i h e - s e s t o i i a o
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第 2 卷 第 7 1 期
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重 庆 工 学 院 学 报( 自然科学版)
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重 庆 工 学 院 学 报
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