Symmetry in Nonlinear Mathematical Physics 1997, V.2, 336–342. Discrete Integrable Systems

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自然哲学的数学原理英文

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自然哲学的数学原理英文Mathematical Principles of Natural PhilosophyIntroduction:The field of natural philosophy strives to understand the fundamental laws governing the natural world. Mathematics plays a crucial role in this endeavor, providing a formal language to describe and analyze natural phenomena. In this article, we will explore several key mathematical principles that underpin the study of natural philosophy.1. The Principle of Simplicity:One fundamental principle in natural philosophy is the principle of simplicity, also known as Occam's razor. This principle suggests that, when multiple explanations are possible, the simplest explanation is usually the correct one. In mathematical terms, this principle is often applied in the form of parsimony, which favors models with fewer assumptions or variables.2. The Principle of Conservation:Conservation laws are an essential component of mathematical descriptions in natural philosophy. These laws state that certain properties of a system, such as mass, energy, or momentum, remain constant over time, regardless of the changes occurring within the system. Conservation principles provide a mathematical foundation for understanding the behavior of physical systems and are crucial in areas like mechanics and thermodynamics.3. The Principle of Proportionality:The principle of proportionality asserts that certain physicalquantities are directly related to each other in a linear or nonlinear manner. These relationships can be quantitatively expressed using mathematical equations, enabling predictions and explanations of natural phenomena. For example, in Newton's law of universal gravitation, the force between two objects is directly proportional to the product of their masses and inversely proportional to the square of the distance between them.4. The Principle of Symmetry:Symmetry is a fundamental concept in both mathematics and natural philosophy. In the context of natural philosophy, symmetry refers to the invariance of certain physical laws under transformations such as rotations, translations, or reflections. Symmetry principles have profound implications, as they often lead to the discovery of fundamental conservation laws. For instance, Noether's theorem connects continuous symmetries with conservation principles in classical mechanics.5. The Principle of Mathematical Modeling:Mathematical modeling is a powerful tool in natural philosophy, allowing scientists to represent complex systems and processes using mathematical equations. By establishing mathematical models, researchers can make predictions, test hypotheses, and gain insights into the underlying mechanisms at work. Mathematical modeling fosters a quantitative understanding of natural phenomena, enabling deeper exploration and discovery. Conclusion:Mathematics provides the language and tools necessary for understanding and studying the laws of nature. The principlesdiscussed in this article highlight the pivotal role of mathematics in natural philosophy. By applying these mathematical principles, scientists can formulate theories, make predictions, and uncover the underlying order and structure of the natural world.。

一类陈–西蒙斯–薛定谔方程径向对称解的非存在性结论

一类陈–西蒙斯–薛定谔方程径向对称解的非存在性结论

设 u ( x) ≡ / 0 则称其为非平凡的,否则称为平凡的。 本文考虑 V ( x ) 是正的径向对称的位势且非线性项 g ( u ) = V0 u sin u 这种情形。很明显,此时 g(u)在无 穷远处不是渐近线性的、不是超线性的,也不是次线性的,但有 0 ≤ 的启发,本文的主要结论如下。
g (u ) u ≤ V0 , ∀u ≠ 0 。受[7]和[8]中方法
基金项目
江汉大学 2014 年度大学生创新训练项目 2014yb189。
参考文献 (References)
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Dunne, G. (1995) Self-dual Chern-Simons theories. Springer. Jackiw, R. and Pi, S.-Y. (1990) Classical and quantal non-relativistic Chern-Simons theory. Physical Review D, 42, 3500-3513. Jackiw, R. and Pi, S.-Y. (1992) Self-dual Chern-Simons solitons. Progress of Theoretical Physics Supplement, 107, 1-40. Liu, B., Smith, P., Tataru, D. (preprint) Local wellposedness of Chern-Simons-Schrödinger. Byeon, J., Huh, H. and Seok, J. (2012) Standing waves of nonlinear Schrödinger equations with the gauge field. Journal of Functional Analysis, 263, 1575-1608. Huh, H. (2012) Standing waves of the Schrödinger equation coupled with the Chern-Sinons gauge field. Journal of Mathematical Physics, 53, Article ID: 063702. Wan, Y. and Tan, J. (2014) Standing waves for the Chern-Simons-Schrödinger systems without (AR) condition. Journal of Mathematical Analysis and Applications, 415, 422-434. Wang, Z. and Zhou, H. (2007) Positive solution for a nonlinear stationary Schrödinger-Poisson system in R 3 . Discrete and Continuous Dynamical Systems, 18, 809-816.

SYMMETRIES IN PHYSICS

SYMMETRIES IN PHYSICS

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1
Bibliography
1. E. P. Wigner, Group Theory and its Application to the Quantum Mechanics of Atomic Spectra, Academic Press 1959. 2. M. Tinkham, Group Theory and Quantum Mechanics, Dover 1964. 3. H. F. Jones, Groups, Representations and Physics, Institute of Physics 1998. 4. W.-K. Tung, Group Theory in Physics, World Scientific 1985. 5. M. Chaichian and R. Hagedorn, Symmetries in Quantum Mechanics, Institute of Physics 1998. 6. S. Sternberg, Group Theory and Physics, Cambridge University Press 1994. 7. M. Hamermesh, Group Theory and its Application to Physical Problems, Addison-Wesley 1962. 8. H. Weyl, Symmetry, Princeton University Press 1952. 9. M. Livio, The equation that couldn’t be solved: How mathematical genius discovered the language of symmetry, Simon and Schuster 2005. 10. V. Icke, The Force of Symmetry, Cambridge University Press 1995.

数学物理方法外国教材译本

数学物理方法外国教材译本

数学物理方法外国教材译本
以下是一些常见的数学物理方法外国教材的译本:
1. "Mathematical Methods in the Physical Sciences" by Mary L. Boas (《物理科学中的数学方法》)
2. "Mathematical Methods for Physicists" by George B. Arfken and Hans J. Weber (《物理学家的数学方法》)
3. "Mathematical Physics" by Robert G. Brown (《数学物理学》)
4. "Advanced Mathematical Methods for Scientists and Engineers" by Carl M. Bender and Steven A. Orszag (《科学家和工程师的
高级数学方法》)
5. "Mathematical Methods for Physics and Engineering" by Ken Riley, Michael Hobson, and Stephen Bence (《物理学和工程学
的数学方法》)
这些译本提供了对数学物理方法的详细解释和应用示例,适合学习者从初级到高级的阶段使用。

这些教材通常包含了大量的数学理论和技巧,以及与物理相结合的具体应用。

专业英语重点语句译文

专业英语重点语句译文

第一章1①Charge is an electrical property of the atomic particles of which matter consists, measured in coulombs (C).电荷是构成物质的原子微粒的电气属性,它是以库仑为单位来度量的。

②We also know that the charge e on an electron is negative and equal in magnitude to 1.60210×10 19C, while a proton carries a positive charge of the same magnitude as the electron.我们还知道电子的电量是负的并且在数值上等于1.602100×10-12C,而质子所带的正电量在数值上与电子相等。

③A unique feature of electric charge or electricity is the fact that it is mobile; that is, it can be transferred from one place to another, where it can be converted to another form of energy.电荷或电的特性是其运动的特性,也就是,它可以从一个地方被移送到另一个地方,在此它可以被转换成另外一种形式的能量。

④Although we now know that current in metallic conductors is due to negatively charged electrons, we will follow the universally accepted convention that current is the net flow of positive charges.虽然我们现在知道金属导体中的电流是由负电荷引起的,但我们将遵循通用的惯例,即把电流看作是正电荷的单纯的流动。

大学各专业名称英文翻译——理科SCIENCE

大学各专业名称英文翻译——理科SCIENCE

大学各专业名称英文翻译——理科SCIENCE理科 SCIENCE课程中文名称课程英文名称矩阵分析 Matrix Analysis面向对象程序设计方法 Design Methods of Object oriented Program李代数 Lie Algebra代数图论 Algebraic Graph Theory代数几何(I) Algebraic Geometry(I)泛函分析 Functional Analysis论文选读 Study on Selected PapersHoof代数 Hoof Algebra基础代数 Fundamental Algebra交换代数 Commutative Algebra代数几何 Algebraic GeometryHoof代数与代数群量子群 Hoof Algebra , Algebraic Group and Qua numb G roup量子群表示 Representation of Quantum Groups网络算法与复杂性 Network Algorithms and Complexity组合数学 Combinatorial Mathematics代数学 Algebra半群理论 Semigroup Theory计算机图形学 Computer Graphics图的对称性 Graph Symmetry代数拓扑 Algebraic Topology代数几何(II) Algebraic Geometry(II)微分几何 Differential Geometry多复变函数 Analytic Functions of Several Complex Varian les代数曲面 Algebraic Surfaces高维代数簇 Algebraic Varieties of Higher Dimension数理方程 Mathematics and Physical Equation偏微分方程近代方法 The Recent Methods of Partial Differential Equatio ns激波理论 The Theory of Shock Waves非线性双曲型守恒律解的存在性 The Existence of Solutions for Non-linea r Hyperbolic Conservation Laws粘性守恒律解的稳定性 Stability of Solutions for Viscous Conservation Laws微分方程数值解 Numerical Methods for Differential Equations小波理论与应用 Wavelet Theory and Application非线性方程组的数值解法 Numerical Methods for No-linear System s of Eq uations网络算法与复杂性 Network Algorithms and Complexity Graph Theory 60近世代数 Modern Algebra高等量子力学 Advanced Quantum Mechanics统计力学 Statistical Mechanics固体理论 Solid State Theory薄膜物理 Thin Film Physics计算物理学 Computational Physics量子场论 Quantum Field Theory非线性物理导论 Introduction to Nonlinear Physics固体磁性理论 Theory of Magnetism in SolidC语言科学计算方法 Scientific Computation Method in C功能材料原理与技术 Principle and Technology of Functional Materials 超高真空科学与技术 Science and Technology of Ultrahigh Vacuum 60现代表面分析技术 Modern Technology of Surface Analysis现代传感技术 Modern Sensor Technology数学模型与计算机模拟 Mathematical Models and Computer Simulations计算物理谱方法 Spectral Method in Computational Physics蒙特卡罗方法在统计物理中的应用 Applications of the Monte Carlo Method in Statistical Physics理论物理 Theoretical Physics固体物理 Solid-State Physics近代物理实验 Contemporary Physics Experiments计算物理基础 Basics of Computational Physics真空与薄膜技术 Vacuum & Thin Film Technology高等光学 Advanced Optics量子光学与统计光学 Quantum Optics and Statistical Optics光电子学与光电信息技术 Optoelectronics and Optoelectronic Information Technology图像处理与分析 Image Processing and Analysis光纤通信系统 System of Fiber Communications计算机网络 Computer Networks光电检测与信号处理 Optoelectronic Detection and Processing物理光学与光电子技术实验 Experiments for Physical Optics and Optoelec tronic Technology非线性光学 Nonlinear Optics集成光学 Integrated Optics光子学器件原理与技术 Principle and Technology of Photonics Devices 物理光学与信息光子学实验 Physical Optics & Information Photonics Expe riments现代激光医学 Modern Laser Medicine生物医学光子学 Biomedicine Photonics激光医学临床实践 Clinical Practice for Laser Medicine光纤通信网络 Networks of Fiber Communications光接入网技术 Technology of Light Access Network全光通信系统 All-Optical Communication Systems计算机图形学 Computer Graphics信息光学 Information Optics光子学专题 Special Topics on Photonics激光与近代光学 Laser and Contemporary Optics光电子技术 Photo electronic Technique微机系统与接口 Micro Computer System and Interface智能仪器 Intelligent Instruments高等无机化学 Advanced Inorganic Chemistry量子化学(含群论) Quantum Chemistry(including Group Theory)高等分析化学 Advanced Analytical Chemistry高等有机化学 Advanced organic Chemistry现代科学前沿选论 Literature on Frontiers of Modern Science and Techno logy激光化学 Laser Chemistry激光光谱 Laser Spectroscopy稀土化学 Rare Earth Chemistry材料化学 Material Chemistry生物无机化学导论 Bioinorganic Chemistry配位化学 Coordination Chemistry膜模拟化学 Membrane Mimetic Chemistry晶体工程基础 Crystal Engineering催化原理 Principles of Catalysis绿色化学 Green Chemistry现代有机合成 Modern organic Synthesis无机化学 Inorganic Chemistry物理化学 Physics Chemistry有机化学 organic Chemistry分析化学 Analytical Chemistry现代仪器分析 Modern Instrumental Analysis现代波谱学 Modern Spectroscopy化学计量学 Chemistries现代食品分析 Modern Methods of Food Analysis天然产物化学 Natural Product Chemistry天然药物化学 Natural Pharmaceutical Chemistry现代环境分析与监测 Analysis and Monitoring of Environment Pollution 现代科学前沿选论 Literature on Frontiers of Modern Science and Techno logy计算机在分析化学的应用 Computer Application in Analytical Chemistry 现代仪器分析技术 Modern Instrument Analytical Technique分离科学 Separation Science高等环境微生物 Advanced Environmental Microorganism海洋资源利用与开发 Utilization & Development of Ocean Resources立体化学 Stereochemistry高等发光分析 Advanced Luminescence Analysis激光光谱分析 Laser Spectroscopy Analysis保健食品监督评价 Evaluation and Supervision on Health Food s生物电化学 Bioelectrochemistry现代技术与中药 Modern Technology and Traditional Chinese Medicine高等有机化学 Advanced organic Chemistry中药新药研究与开发 Study and Exploitation of Traditional Chinese Medi cine药物化学研究方法 Pharmaceutical Chemical Research Methods废水处理工程 Technology of Wastewater Treatment生物与化学传感技术 Biosensors & Chemical Sensors现代分析化学研究方法 Research Methods of Modern Analytical Chemistry 神经生物学 Neurobiology动物遗传工程 Animal Genetic Engineering动物免疫学 Animal Immunology动物病害学基础 Basis of Animal Disease受体生物化学 Receptor Biochemistry动物生理与分子生物学 Animal Physiology and Molecular Biochemistry分析生物化学 Analytical Biochemistry学科前沿讲座 Lectures on Frontiers of the Discipline微生物学 Microbiology细胞生物学 Cell Biology生理学 Physiology电生理技术基础 Basics of Electrophysiological Technology 生理学 Physiology生物化学 Biochemistry高级水生生物学 Advanced Aquatic Biology藻类生理生态学 Ecological Physiology in Algae水生动物生理生态学 Physiological Ecology of Aquatic Animal 水域生态学 Aquatic Ecology水生态毒理学 Aquatic Ecotoxicology水生生物学研究进展 Advance on Aquatic Biology水环境生态学模型 Models of Water Quality藻类生态学 Ecology in Algae生物数学 Biological Mathematics植物生理生化 Plant Biochemistry水质分析方法 Water Quality Analysis水产养殖学 Aquaculture环境生物学 Environmental Biology专业文献综述 Review on Special Information分子生物学 Molecular Biology学科前沿讲座 Lectures on Frontiers of the Discipline植物学 Botany动物学 Zoology普通生态学 General Ecology生物统计学 Biological Statistics分子遗传学 Molecular Genetics基因工程原理 Principles of Gene Engineering高级生物化学 Advanced Biochemistry基因工程技术 Technique for Gene Engineering基因诊断 Gene Diagnosis基因组学 Genomics医学遗传学 Medical Genetics免疫遗传学 Immunogenetics基因工程药物学 Pharmacology of Gene Engineering 高级生化技术 Advanced Biochemical Technique基因治疗 Gene Therapy肿瘤免疫学 Tumor Immunology免疫学 Immunology免疫化学技术 Methods for Immunological Chemistry 毒理遗传学 Toxicological Genetics分子病毒学 Molecular Virology分子生物学技术 Protocols in Molecular Biology神经免疫调节 Neuroimmunology普通生物学 Biology生物化学技术 Biochemical Technique分子生物学 Molecular Biology生殖生理与生殖内分泌 Reproductive Physiology & Reproductive Endocrino logy生殖免疫学 Reproductive Immunology发育生物学原理与实验技术 Principle and Experimental Technology of Dev elopment免疫学 Immunology蛋白质生物化学技术 Biochemical Technology of Protein受精的分子生物学 Molecular Biology of Fertilization免疫化学技术 Immunochemical Technology低温生物学原理与应用 Principle & Application of Cryobiology不育症的病因学 Etiology of Infertility分子生物学 Molecular Biology生物化学 Biochemistry分析生物化学 Analytical Biochemistry医学生物化学 Medical Biochemistry医学分子生物学 Medical Molecular Biology医学生物化学技术 Techniques of Medical Biochemistry生化与分子生物学进展 Progresses in Biochemistry and Molecular Biology 高级植物生理生化 Advanced Plant Physiology and Biochemistry拟南芥—结构与发育 Arabidopsis-Structure and Development开花的艺术 Art of Flowering蛋白质结构基础 Principle of Protein Structure文档从互联网中收集,已重新修正排版,word格式支持编辑,如有帮助欢迎下载支持。

mathematica如何计算菲涅尔变换

mathematica如何计算菲涅尔变换

mathematica如何计算菲涅尔变换
菲涅尔变换是一种重要的数学工具,用于描述光波在传播过程中的行为。

它起源于法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔的研究,被广泛应用于光学、电磁学等领域。

菲涅尔变换的计算可以通过使用Mathematica软件来实现。

Mathematica是一种强大的数学软件,它提供了丰富的数学函数和算法,可以用于各种数值计算和符号计算。

菲涅尔变换的计算主要涉及到傅里叶变换和傅里叶逆变换。

傅里叶变换是将一个函数从时域转换到频域,而傅里叶逆变换则是将频域的函数转换回时域。

这两个变换是菲涅尔变换的基础。

在Mathematica中,可以使用内置的函数进行傅里叶变换和傅里叶逆变换。

例如,傅里叶变换可以使用FourierTransform函数来实现,傅里叶逆变换可以使用InverseFourierTransform函数来实现。

通过这些函数,我们可以将一个函数从时域转换到频域,并且可以将频域的函数转换回时域。

除了傅里叶变换和傅里叶逆变换,Mathematica还提供了其他相关的函数,如菲涅尔公式的函数。

这些函数可以用于计算光波在介质之间反射和折射时的干涉效应。

通过这些函数,我们可以计算菲涅尔变换的结果,并对光波的行为进行分析和预测。

Mathematica是一种强大的工具,可以用于计算菲涅尔变换。

使用
其内置的函数,我们可以进行傅里叶变换和傅里叶逆变换,并使用其他相关函数来计算菲涅尔变换的结果。

通过这些计算,我们可以深入研究光波在传播过程中的行为,并为光学和电磁学等领域的研究提供有力的支持。

一类四阶偏微分方程的对称约化、精确解和守恒律

一类四阶偏微分方程的对称约化、精确解和守恒律

一类四阶偏微分方程的对称约化、精确解和守恒律张丽香;刘汉泽;辛祥鹏【摘要】利用李群分析研究了一类变系数四阶偏微分方程,求出方程的李点对称,把偏微分方程约化为常微分方程,然后结合(G'/G)展开法及椭圆函数展开法,对约化后的常微分方程求其精确解,从而得到原方程的精确解.进一步,给出这类变系数偏微分方程的守恒律.%The partial differential equation with constant coefficients can merely approximately reflect the law of motion ofsubstances.Relatively the partial differential equation with variable coefficients can reflect the complex movement of substances more accurately.Therefore,it is more important to study the partial differential equations with variable coefficients.This paper investigates a class of variable coefficient partial differential equations.By using Lie symmetry analysis,the symmetries of the equations are obtained,Then the partial differential equations are reduced to ordinary differentialequations.Moreover,we combine with (G'/G) expansion method and elliptic function expansion,so exact solutions to the original equation are obtained.Furthermore,the conservation laws of this kind of variable coefficient differential equations are given.【期刊名称】《华东师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】13页(P50-62)【关键词】变系数方程;李群分析;精确解;守恒律【作者】张丽香;刘汉泽;辛祥鹏【作者单位】聊城大学数学科学学院,山东聊城252059;聊城大学数学科学学院,山东聊城252059;聊城大学数学科学学院,山东聊城252059【正文语种】中文【中图分类】O175.2由于非线性偏微分方程能够描述物理、生物、化学和医学等领域中的复杂现象,而且越来越多的数学、物理和工程问题要转化为非线性偏微分方程的求解问题.因此,研究偏微分方程有重要的意义.而非线性偏微分方程的精确解可以更好地解释某些物理现象.经过多年研究,人们已经提出许多行之有效的方法,比如经典李群方法[1-3],Hirota双线性方法[4-5],修正的CK直接约化方法[6-7],齐次平衡方法[8-10]等.其中李群方法是研究微分方程的有力工具之一,寻找方程的李点对称,由已知解生成新解,从而建立新解和旧解之间的联系.而且这种方法不仅适用于常系数方程和方程组,而且适用于变系数方程.考虑以下变系数四阶偏微分方程其中u=u(x,t),α(t)为t的函数,β为任意常数,p=1,2,3,···.此类方程尤其在研究弹性梁的弯曲状况和解的稳定性中有重要的意义[11].本文由以下几部分组成:第1节求出方程(1)的李点对称;第2节,以p=3为例对方程(1)进行约化;第3节,结合(G′/G)展开法[12-14],幂级数展开法[15-16],构造辅助方程[17-18]等方法,对约化后的常微分方程求其精确解,进而得到原方程的精确解;第4节,给出方程(1)的伴随方程和守恒律[19-21];第5节,作简要总结.设方程(1)的单参数向量场为其中ξ(x,t,u),τ(x,t,u),ϕ(x,t,u)为待定函数.若向量场(2)为方程(1)的李点对称,则下面根据α(t)的取法不同讨论(5),得到方程(1)的生成元.情况(i)当,即α(t)=k(k为非零常数),则生成元为情况(ii)(1)当4tα′(t)+3α(t)=0时,即α(t)=(k为非零常数),则生成元为(2)当4tα′(t)+3α(t)/=0时,有下列几种子情况.(a)α′(t)=kpα(t),即α(t)=lekpt(k为非零常数),则生成元为(b)4tα′(t)+3α(t)=kα′(t),即α(t)=l(4t− k)(k,l为非零常数),则生成元为(c)4tα′(t)+3α(t)=kpα(t),即α(t)=lt(k,l为非零常数),则生成元为(d)C1=C2=C4=0,即α(t)为关于t的任意函数.前文中我们已经求出了方程(1)的李点对称,下面以p=3为例,对方程(1)进行约化. 当α′(t)=0时,即α(t)=k(k为非零常数),方程(1)退化为常系数四阶偏微分方程(a)对于向量场,对应的群不变解为u=将其代入方程(12),得约化方程为其中f′=df/dξ.(b)对于向量场V=V2+cV3=∂t+c∂x,对应的群不变解为u=f(ξ),其中ξ=x−ct,将其代入方程(12),得约化方程为其中f′=df/dξ.(1)当4tα′(t)+3α(t)=0时,即α(t)=(k为非零常数),方程(1)变为对于向量场V1=4t∂t+x∂x,对应的群不变解为u=f(ξ),其中ξ=,将其代入方程(15),得约化方程为其中f′=df/dξ.(2)当4tα′(t)+3α(t)/=0时,有下列几种子情况.(a)α′(t)=kpα(t),即α(t)=lekpt(k为非零常数),方程(1)变为对于向量场V1=∂t−ku∂u,对应的群不变解为u=f(ξ)e−kt,其中ξ=x,将其代入方程(17),得约化方程为其中f′=df/dξ.(b)4tα′(t)+3α(t)=kα′(t),即(k,l为非零常数),方程(1)变为对于向量场V1=(4t− k)∂t+x∂x,对应的群不变解为u=f(ξ),其中将其代入方程(19),得约化方程为其中f′=df/dξ.约化后的方程(20)和方程(16)形式相同.(c)4tα′(t)+3α(t)=kpα(t),即(k,l为非零常数),方程(1)变为对于向量场V1=4t∂t+x∂x−k∂u,对应的群不变解为其中将其代入方程(21),得约化方程为其中f′=df/dξ.(d)C1=C2=C4=0即α(t)为关于t的任意的函数.方程(1)的群不变解为u=f(t),将其代入方程(1)得f′(t)=0.易得方程(1)的精确解为u=C,其中C为任意常数.前文中,我们通过讨论α(t)的不同情况,已经得到了约化方程.本节中,我们结合椭圆函数展开法、(G′/G)展开法及幂级数展开法等对约化后的方程(13)、(14)、(16)和(18)求其精确解,进而得到方程(1)的精确解,包括精确幂级数展开解,椭圆函数展开解及三角函数解等.对方程(13)积分一次,得其中A0是积分常数.假设方程(23)有以下形式的解由齐次平衡原理得m=1,故方程(24)有以下形式的解,且其中φ是Riccati方程的已知解其中A=A(ξ),B=B(ξ),C=C(ξ).把式(25)、(26)代入方程(23)中,比较φi(i=0,1,2,3,4)的同次幂系数得其中C1,C2均为任意常数,B=B(ξ),C=C(ξ).当λ2−4µ<0时,方程(23)的精确解为其中C1,C2 均为任意常数,B=B(ξ),C=C(ξ).对方程(14)积分一次得其中B0为积分常数.假设方程(27)有如下形式的解由齐次平衡原理得m=1.故方程(27)有如下形式的解其中k1,k0为待定常数,φ(ξ)是Riccati方程的已知解,且其中A,B,C是常数.把式(29)、(30)代入方程(27)中,收集φi(i=0,1,2,3,4)的各项系数,并且令各项系数为零,得到关于k1,k0的代数方程组,解方程组得故方程(27)的解为对于方程(14)的解借助Maple软件,u4(x,t)的图像如图1所示.对于方程(14)的解u5(x,t)的图像如图2所示.对于方程(14)的解u6(x,t)的图像如图3所示.对于方程(14)的解u7(x,t)的图像如图4所示.假设方程(16)有如下形式的幂级数展开解把式(31)代入方程(16)中,得比较式(32)中的系数,可得:当n=0时,C4=其中C0,C1,C2,C3为任意常数.由(33)式可得故方程(16)的解为因此得原方程(15)的精确幂级数展开解为其中C0,C1,C2,C3为任意常数,Cn+4由(33)式确定.假设方程(18)有如下形式的解其中G=G(ξ),且满足二阶线性常微分方程由式(34)和(35)得把式(34)–(38)代入方程(18),平衡最高阶导数项f(4)和最高阶非线性项f3f′的次数,得m=1,故方程(18)有如下形式的解把式(35)–(39)代入方程(18)中,且令式中的各项系数为零,得到关于α0,α1的超定方程组,解方程组得当λ2−4µ>0时,方程(18)的精确解为故方程(17)的精确解为故方程(17)的精确解为当λ2−4µ=0时,方程(18)的精确解为故原方程(17)的精确解为其中C1,C2均为常数.在这一部分,我们将给出方程(1)的伴随方程和守恒律.方程(1)的伴随方程为设v=ψ(x,t,u),且ψ(x,t,u)/=0.根据Ibragimov给出的定义其中F=ut+α(t)upux+βuxxxx=0.把式(40)、(41)入方程(1),得比较ux,ut,u2x,···的系数得,ψ=ρ,其中ρ为非零常数.利用Ibragimov给出的结论,守恒向量为根据Ibragimov给出的结论,给出向量场的通式那么方程(1)的守恒律由下式决定向量场C=(C1,C2)由下式决定以下面情况(i)和情况(ii)为例,可分别求出显式守恒律.情况(i)考虑方程(12),对于向量场有W=−(u+4tut+xux),情况(ii)考虑方程(17),对于向量场有W=−(ku+ut),以上守恒向量C=(C1,C2)包含了伴随方程(40)的任意解ρ,因此给出了方程的无穷多个守恒律.本文运用李群分析研究了一类变系数四阶偏微分方程,把复杂的偏微分方程约化成常微分方程,通过求常微分方程的精确解,得到原方程的精确解,包括三角函数解,幂级数展开解,椭圆函数解等.进而可以建立新解和旧解之间的关系,能更好地解释复杂的物理现象.李群是研究微分方程的有力工具之一,无论是研究常系数偏微分方程还是变系数偏微分方程,都具有广泛的应用.另外,我们给出了四阶变系数方程的伴随方程和显式守恒律.(责任编辑:林磊)【相关文献】[1] 田畴.李群及其在微分方程中的应用[M].北京:科学出版社,2001.[2] OLVER P.Applications of Lie Groups to Differential Equations[M].NewYork:Springer,1993.[3] BLUMAN G,ANCO S.Symmetry and Integration Methods for DifferentialEquations[M].New York:Springer-Verlag,2002.[4]HIROTA R,SATSUMA J.A variety of nonlinear network equations generated form the B¨acklund transformation for the Tota lattice[J].Suppl Prog Theor Phys,1976,59:64-100. [5] LIU H Z,LI J B,CHEN F J.Exact periodic wave solutions for the mKdVequations[J].Nonlinear Anal,2009,70:2376-2381.[6] WANG G W,XU T Z,LIU X Q.New explicit solutions of the fifth-order KdV equation with variable co´efficients[J].Bull Malays Math Sci S oc 2014,37(3):769-778.[7] 胡晓瑞.非线性系统的对称性与可积性[D].上海:华东师范大学,2012,43-77.[8] 刘大勇,夏铁成.齐次平衡法寻找Caudrey-Dodd-Gibbon-Kaeada方程的多孤子解[J].应用数学和计算数学学报,2011,25(2):205-212.[9] 刘丽环,常晶,冯雪.求非线性发展方程行波解的(G′/G)展开法[J].吉林大学学报(理学版),2013,51(2):183-186.[10] 张辉群.齐次平衡方法的扩展及应用[J].数学物理学报,2001,21A(3):321-325.[11] YAO Q L.Existence,multiplicity and infinite solvability of positive solutions to a nonlinear fourth-order periodic boundary value problem[J].NonlinearAnalysis,2005,63:237-246.[12] WANG M L,LI X Z,ZHANG J L.The(G′/G)-expansion method and travelling wave solutions of nonlinear evolution equations in mathematical physics[J].Phys LettA,2008,372:417-423.[13] 赵烨,徐茜.一类耦合Benjamin-Bona-Mahony型方程组的新精确解[J].纯粹数学与应用数学,2015,31:12-17.[14] LI K H,LIU H Z.Lie symmetry analysis and exact solutions for nonlinear LC circuit equation[J].Chinese Journal of Quantum Electronics,2016,33:279-286.[15] 杨春艳,李小青.一类四阶偏微分方程的对称分析及级数解[J].纯粹数学与应用数学,2016,32:432-440.[16] 徐兰兰,陈怀堂.变系数(2+1)维Nizhnik-Novikov-Vesselov的三孤子新解[J].物理学报,2013,62(9):090204(1-6).[17] 魏帅帅,李凯辉,刘汉泽.展开法在Riccati方程中的应用[J].河南科技大学学报.2015,36:92-96.[18] IBRAGIMOV N H.Integrating factors,adjoint equations and Lagrangians[J].J Math Anal Appl,2006,38:742-757.[19] IBRAGIMOV N H.A new conservation theorem[J].J Math Anal Appl,2007,333:311-328.[20] IBRAGIMOV N H.Nonlinear self-adjointness and conservation laws[J].J PhysA,2011,44:432002(899).[21] ROSA R,GANDARIAS M L,BRUZON M S.Symmetries and conservation laws of a fifth-order KdV equation with time-dependent coefficients and linear damping[J].NonlinearDyn,2016,84:135-141.[22] YOMBA E.On exact solutions of the coupled Klein-Gordon-Schr¨odinger and the complex coupled KdV equations using mapping method[J].Chaos,Solitons and Fractals,2004,21:209-229.。

若干非线性偏微分方程的精确解和微分不变量

若干非线性偏微分方程的精确解和微分不变量

若干非线性偏微分方程的精确解和微分不变量非线性偏微分方程是现代数学的一个重要分支,无论在理论还是实际应用中都是一个十分重要的概念.本课题主要研究非线性偏微分方程三个方面的知识:首先研究的是精确解,主要利用Riccati方程的Backlund变换和非线性叠加原理得到方程的无穷序列精确解;其次研究的是守恒定律,通过证明方程是非线性自伴随的,构造了一般的守恒定律公式;最后运用等价无穷小和等价活动标架法来研究微分不变量.本文主要包括以下五个内容:第一章首先论述了非线性偏微分方程的发展以及求解精确解的几种方法.其次论述了李群的发展.然后论述了微分不变量的发展以及在其他领域中的应用.最后简要说明了此课题的主要工作.第二章主要运用变量变换的方法和首次积分法将一类非线性偏微分方程约化成Ric-cati方程,利用Riccati方程的Backlund变换和非线性叠加原理得到该方程的无穷序列孤立波解和周期解.第三章以广义的变系数Hirota-Sastsuma方程组为例,运用经典李对称分析法得到了方程的对称,并证明此方程组是非线性自伴随的,从而构造了一般的守恒定律公式.第四章主要介绍了两种求解非线性偏微分方程微分不变量的方法:一是利用等价无穷小的方法,通过方程的等价代数可以得到微分不变量和相应的不变方程;二是利用Olver提出的等价活动标架法,构造合适的活动标架得到微分不变量以及相应的代数.第五章主要总结了全文,并对非线性偏微分方程的精确解、守恒定律以及微分不变量等相关内容以后可能研究的方向进行了展望.。

两类基于Riemann-Liouville_分数阶导数的非线性偏微分方程的对称分析

两类基于Riemann-Liouville_分数阶导数的非线性偏微分方程的对称分析

Advances in Applied Mathematics 应用数学进展, 2023, 12(7), 3436-3446 Published Online July 2023 in Hans. https:///journal/aam https:///10.12677/aam.2023.127341两类基于Riemann-Liouville 分数阶导数的非线性偏微分方程的对称分析张天棋,银 山*内蒙古工业大学理学院,内蒙古 呼和浩特收稿日期:2023年6月25日;录用日期:2023年7月19日;发布日期:2023年7月28日摘 要针对热传导类和扩散类这两类Riemann-Liouville 分数阶微分方程,采用了Lie 对称方法,研究了这两类分数阶微分方程所允许的Lie 代数。

给出两类方程拥有的对称,运用部分Lie 对称变换把对应的偏微分方程化为新变量下的分数阶常微分方程,表明Lie 对称方法适用于此类方程,可以使方程实现约化,进而更易求解,使得热传导类和扩散类Riemann-Liouville 分数阶微分方程可以更加广泛地应用于对事物现象的描述。

关键词Riemann-Liouville 分数阶微分方程,Lie 对称,约化Symmetry Analysis of Two Kinds ofNonlinear Partial Differential Equations Based on Riemann-Liouville Fractional DerivativesTianqi Zhang, Shan Yin *School of Science, Inner Mongolia University of Technology, Hohhot Inner MongoliaReceived: Jun. 25th , 2023; accepted: Jul. 19th , 2023; published: Jul. 28th, 2023AbstractFor two kinds of Riemann-Liouville fractional differential equations of heat conduction and diffu-*通讯作者。

具有非线性奇异项和变指数的拟线性椭圆问题解的存在性

具有非线性奇异项和变指数的拟线性椭圆问题解的存在性

造一个逼近 问题 ,利 用S o b o l e v 嵌入 定理和 变指数的上 下确界 ,克服 了来 自奇异项和 变指数的 困难 ,证明 了逼近 问题 解序 列的有界性 ,然后 通过选取适 当的检验 函数 和先验估计技巧 克服 了来 自p - L a p l a c e 算 子的 困难 ,再借 助于逼近 问题 解序 列 的有界性 ,得到 了该 问题解存在的充分条件 。通过对 比,采 用的逼近 方法要优 于以往常 用的上下解方法。 关键词 :拟线性椭 圆问题 ;非线性奇异项 ;变指数 ;存在性
第3 9 卷第 5 期 2 0 1 6 年l O 月
长春理工大学 学报 ( 自然科 学版 )
J o u r n a l o f Ch a n g c h u n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y( Na mr a l S c i e n c e Ed i t i o n)
中图分类号 : 01 7 5 . 2 文献标识码 :A 文章编 号:1 6 7 2 —9 8 7 0 ( 2 O 1 6 ) 0 5 - 0 1 2 3 - 0 4
E x i s t e n c e o f S o l u i t o n s t o a C l a s s o f Q u a s i l i n e a r E l l i p i t c
Ab s t r a c t :I n t h i s p a p e r , we p r o v e d t h e e x i s t e n c e o f t h e s o l u t i o n s f o r t h e Di r i c h l e t b o u n d a r y v a l u e p r o b l e m o f q u a s i l i n — e a r e l l i p t i c e q u a t i o n wi t h s i n g u l r a t e r m a n d v ri a a b l e e x p o n e n t .Fi r s t l y, we c o n s t r u c t e d a l l a p p r o x i ma t i o n p r o b l e m ,u s i n g So b o l e v e mb e d d i n g t h e o r e m a n d t h e s u p r e mu m a nd i n f i mu m o f he t v a r i a b l e e x p o n e n t t o o v e r c o me d i f f i c u l t i e s a r i s i n g f r o m s i n g u l r a t e r m, t h u s we p r o v e t h e b o u n d e d n e s s o f t h e s o l u t i o n s e q u e n c e f or t h e a p p r o x i ma t i o n p r o b l e m,t he n we s o l v e d t h e d i f f i c u t i e s c a u s e d b y p -La p l a c e o p e r a t o r b y s e l e c t i n g t h e s u i t a b l e t e s t f u n c t i o n s a nd a p r i o r i e s t i ma t e t e c h — — n i q u e ,a n d wi t h t h e h e l p o f t h e b o u n d e d n e s s o f s o l u t i o n s e q u e n c e f o r he t a p p r o x i ma t i o n p r o b l e m ,t h e s u ic f i e n t c o n d i — t i o n s o f t h e e x i s t e n c e o f s o l u t i o n s f o r t h i s p r o b l e m a r e o b t a i n e d .By c o n t r a s t ,t h e a p p r o x i ma t i o n me ho t d we u s e d i n t h i s

Symmetry of positive solutions of nonlinear elliptic equations

Symmetry of positive solutions of nonlinear elliptic equations

∆u + f (u) = 0 in Rn, n ≥ 2 , lim u(x) = 0 .
|x|→∞
(1.1)
Since then there have been lots of works published in this direction treating a variety of symmetry problems. (See e.g. [BN1,2,3], [CGS], [CL], [CN], [CS], [FL], [L], [LN1,2,3].) Generally speaking, in applying the “moving plane” device it is important to first obtain the asymptotic behavior of solutions near ∞ in order to get the device started near ∞. In case f (u) ≥ 0 and f (u) = o(u) near u = 0, the situation is quite involved since in this case solutions do have different asymptotic behavior at ∞. Thus symmetry conclusion usually can only be obtained for certain class of solutions with fast decay near ∞. (See e.g. [GNN], [LN1,2,3].) However, in the case where f (0) = 0 and f ′(0) < 0, since solutions of (1.1) must decay exponentially at ∞, it follows

非线性波方程的奇异曲线和奇异行波

非线性波方程的奇异曲线和奇异行波
II
Abstract
The results show that the equation exist a new double compacton solutions. The new compacton solutions are different from the famous Rosenau-Hyman compacton solutions, because they are derived by a singular elliptic curve tangenting to the homoclinic orbits rather than the singular straight line in the phase space. In Chapter 6, we study the relasionship of the parabola singular curves and the singular traveling wave. The deformed Hunter-Zheng equation is specifically studied and corresponding travelling wave system possing the parabola singular curves is well derived. This is the first time that this type of equations has been found. Futher studying the periodic curves tangent to the parabola singular curves, we obtain the new singular periodic wave and analyze its dynamical behaviors. In Chapter 7, we summarize the work of the paper and put forward the research work in the future. Keywords: peakon solutions; compacton solutions; cuspon solutions; pseudo-cuspon solutions;periodic wave solutions

辛几何算法在计算非磁化等离子体中波传播轨迹时的应用

辛几何算法在计算非磁化等离子体中波传播轨迹时的应用

且与传统 Runge.Kutta-Fehlberg算法所得结果进行了比较。利用辛几何算法所得传播轨迹与解析解一致,其色散 函数值的误差随时间线性增 长 ,能在长时间 内保持色散函数值在一个很小的误差范围 内。利用传统的
Runge.Kutta-Fehlberg算法所得传播轨迹与解析解不一致 ,其误差随时间做大幅振荡增加 。计算结果表明辛几何算
30
核 聚变与等离子体物理
第 38卷
为哈密顿量。在无磁化等离子体中 ,横波的色散关 (12)、(13)构成的系统称为线性哈密顿系统 。式(12)、
系为 :
(13)统一写成 :
D= 。一c k一∑(02a=0
(4)
塑 : 口
df
(14)

(5)



O 0
式 中, 代表等离子体 中的粒子种类 ,一般包含 电 子及一种 以上的正离子 ;cop 表示 类粒子的振荡



0 ,1 0
频率 ;n代表粒子的密度 ;m 代表粒子 的质量 ;q
代表粒子所带 电荷数 ;6o为真空 中的介电常数。对
于高频波 ,只考虑 电子对波的响应 ,不考虑离子对 高频波的相应 。则横波的色散关系可简化为 :
D=0)2一c2k 一《 :0
(6)
式 中,e代表等离子体 中的电子 ;C为真空中的光 速 。在 3维直角坐标系 中,设等离子体 中电子的密
射线追踪法是一种几何光学的近似法 [】们,假设 在—个波长内介质的各参数变化很小 ,波的场强可 以看作 由两部分组成 :一部分是缓变的振幅 ;另一 部分 是快 变 的相 位 。这 种方 法 被广 泛用 于研 究射 频 波在等离子体 中的传播过程[11 ̄14]。当等离子体中传 播 的波是小幅扰动并且等离子体对波是线性吸收 或无吸收时 ,射线轨迹方程具有哈密顿形式。求解 哈 密 顿 形 式 的 射 线 轨 迹 方 程 通 常 用 的 方 法 是 Runge—Kutta.Fehlberg方法 ,后文简称 RKF方法。 传统的 RKF方法并没有考虑到哈密顿系统的辛几 何结构 ,其差分格式并不能保证前后两步之间是辛

分形、幂律、无标度

分形、幂律、无标度

分形、幂律、无标度【原创实用版】目录1.分形:概述与基本概念2.幂律:概述与基本概念3.无标度:概述与基本概念4.分形、幂律、无标度之间的关系5.应用领域及实际意义正文1.分形:概述与基本概念分形是一种特殊的几何图形,它具有在不同尺度上具有相似结构的特点。

简单来说,分形就是具有自相似性的形状。

分形的概念最早由法国数学家芒德勃罗(Mandelbrot)提出,其典型的例子包括海岸线、云团的形状以及生物细胞等。

分形的研究在数学、物理、地理、生物等领域具有广泛的应用。

2.幂律:概述与基本概念幂律,又称幂指数定律,是一种描述事物规模与数量之间关系的数学模型。

幂律具有形式简单、描述准确等特点,被广泛应用于社会科学、自然科学等领域。

幂律的基本形式为:y = kx^(-α),其中 x 表示事物的规模,y 表示事物的数量,k 和α为常数。

根据α值的不同,幂律可以分为三类:α>0,α=0,α<0。

3.无标度:概述与基本概念无标度网络是一种复杂的网络结构,它的特点是节点之间的连接不是均匀分布的,而是存在明显的幂律分布。

无标度网络的典型例子包括互联网、社交网络等。

无标度网络的研究对于理解网络的稳定性、鲁棒性以及传播现象等方面具有重要意义。

4.分形、幂律、无标度之间的关系分形、幂律和无标度三者之间存在密切的联系。

分形是描述事物形状的数学概念,幂律是描述事物规模与数量关系的数学模型,而无标度网络则是具有特定结构特征的网络。

在实际应用中,分形、幂律和无标度常常共同作用,相互影响。

例如,在无标度网络中,节点之间的连接遵循幂律分布,而网络的结构又具有分形的自相似性。

5.应用领域及实际意义分形、幂律和无标度在多个领域具有广泛的应用。

在物理学中,分形描述了物质的复杂结构,幂律则可以用来研究原子核的稳定性。

在生物学中,分形可以用来研究生物细胞的形态,幂律则可以用来描述生物种群的数量关系。

在社会科学领域,无标度网络被用来研究社会网络的结构和演化规律。

非线性薛定谔方程的非局域对称

非线性薛定谔方程的非局域对称

非线性薛定谔方程的非局域对称杜晓阳;费金喜;马正义【摘要】基于非线性薛定谔方程及其Lax对,通过恰当的对称假设,得到了薛定谔方程含Lie点对称的非局域对称.由于所得到的非局域对称不能直接用来构造方程的精确解,为此引入了一个辅助变量,将薛定谔方程的非局域对称局域化为拥有扩大空间的Lie点对称,从而构建了封闭的延拓系统.在对称约化过程中,得到了与雅可比函数相关的显式解,其图像显示了孤波和椭圆余弦波之间的相互作用.【期刊名称】《浙江理工大学学报》【年(卷),期】2016(035)001【总页数】5页(P140-144)【关键词】薛定谔方程;非局域对称;Lax对;延拓系统;精确解【作者】杜晓阳;费金喜;马正义【作者单位】浙江理工大学理学院,杭州310018;丽水学院工程与设计学院,浙江丽水323000;丽水学院工程与设计学院,浙江丽水323000【正文语种】中文【中图分类】O175.29非线性偏微分方程(nonlinear partial differential equation,NPDE),是现代数学的一个重要分支。

它常常被用来描述力学、控制系统、化工循环系统、流行病等领域的问题,对这些现象的研究最终可归结为微分方程的求解问题。

然而,由于结构的复杂性,大部分NPDE的解是无法用现有的方法直接得到的,有的也仅是近似解。

另外,随着人们对其研究的深入,有些原先可用线性微分方程近似处理的问题,如今也必须考虑非线性对其造成的影响。

因此,对NPDE的研究,尤其是对其如何求精确解,就具有很重要的意义。

正是因为这样,众多学者在如何求解NPDE方面做了很多研究,提出了很多研究方法,如反散射法、Hirota双线性法、Painlevé有限展开法、Bäcklund变换法、Darboux变换法,Lie群法等。

就Lie群法而言,自从Sophus Lie的Lie群理论被引入,它就被广泛用于寻找偏微分方程的Lie点对称。

一类非线性次椭圆拉普拉斯方程解的对称性

一类非线性次椭圆拉普拉斯方程解的对称性

一类非线性次椭圆拉普拉斯方程解的对称性王振华;张为元;李艳艳【摘要】De Giorgi猜想起源于Bernstain提出的一个著名的几何问题:在小于8维的全空间中,方程△u-u+u3=0的单调解是否退化成一维方程的解,这就是所谓的解的一维对称性问题.Birindelli关于Heisenberg群上次Laplace方程解的一维对称性做了大量工作.利用Heisenberg型群的左平移不变性构造平移参数族,用平移的方法将欧氏空间半线性椭圆方程解的一维对称性结果推广到了Heisenberg型群上.【期刊名称】《西南民族大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(043)004【总页数】6页(P408-413)【关键词】半线性;非线性次椭圆;Laplace方程;平移参数族【作者】王振华;张为元;李艳艳【作者单位】咸阳师范学院数学与信息科学学院,陕西咸阳712000;咸阳师范学院数学与信息科学学院,陕西咸阳712000;咸阳师范学院数学与信息科学学院,陕西咸阳712000【正文语种】中文【中图分类】O1751978年,De Giorgi[1]提出了著名的De Giorgi猜想.1980年,Modica[2]做了初步的工作.1997年,Berestycki[3]在假设一致性满足的条件下证明了n=2的De Giorgi猜想.1998年,Ghoussoub与Gui[4]通过算子的谱证明了n=2的情形;2000年,Ambrosio与Cabré[5]证明了n=3的情形;2003年,Gui与Ghoussoub[6]在一定极限条件下研究了4≤n≤8的情形.n>8的情形在欧氏空间中还是一个公开问题.在欧式空间Rn中,De Giorgi猜想[7]为:若u(x)是Δu+u-u3=0的解,且满足则存在a∈Rn-1以及u1:R→R,使得在Rn中u(x′,xn)=u1(a·x′+xn).把De Giorgi猜想的条件,x′∈Rn-1换成在x′∈Rn-1上一致收敛,记f=u-u3,就得到下列结论:是半线性椭圆方程,解满足,并且在=(x1,...,xn-1)∈Rn-1上一致收敛;f(u)是[-1,1]上的李普希兹连续函数,若存在δ>0,使得f在[-1,-1+δ]∪[1-δ,1]上是非递增函数,且f(±1)=0,则下列一维对称性结论成立:若u满足(1),(2),则u(,xn)=u0(xn)关于xn递增,这里u0是方程的解,且(1)的解u的存在性就意味着(3)的解u0的存在性,u在原点平移的意义下是唯一的.2000年,Berestycki,Hamel,Monneau[4]证明了椭圆方程完全有界解的一维对称性,本文参考[8][9][10]将上述一维对称性结果推广到了Heisenberg型群上.下面Heisenberg型群的定义由文献[10-11]引入.定义1设G是2步Carnot群[12],其Lie代数g~=V1⊕V2.定义映射J:V2→End(V1)(End(V1)是V1上的自同态半群):Heisenberg型群G上的一维对称性定理叙述如下:定理1设u是下列非线性次椭圆Laplace方程的解满足条件,L是H型群中符合Hormander条件的次Laplace算子,L对G上的群运算有左平移不变性,并且u(x1,x′,y)一致收敛如下:其中x′=(x2,...xm)∈Rm-1,y=(y1,...yn)∈Rn;f在[-1,1]上是李普希兹连续的,f(±1)=0,而且存在δ>0使得f在[-1,-1+δ]和[1-δ,1]上非递增,那么就有u(x1,x′,y)=U(x1),其中U(x1)是下列方程的解,u关于x1是递增的.于是满足(4)(5)的解u,的存在性就意味着(6)的解U的存在性,解u在原点平移的意义下是唯一的.定义3定义Heisenberg型群G上的平移参数族如下所以u(ξ)与xi,yj(i=2,...,m;j=1,...,n)无关,而仅仅是关于x1的函数,即u(x1,x′,y)=U(x1),这里U(x1)满足(6)式显然满足(4)和(5)的解u,,的存在性就与解U的存在性等价.若U(x1)与V(x1)是(6)式的两个解,则必然可以找到一个实数t使得U(x1+t)=V(x1),x1∈R,于是函数U(x1)满足方程所以t=0.否则,令t<0,因为f关于U(x1)非递增而U关于x1是递增的,所以f(U(x1))<f(U(x1+t)),故U″+f(U(x1))<0,这与U″+f(U(x1))=0矛盾,同理t>0也与U″+f(U(x1))=0矛盾.由t=0就有U(x1)=V(x1).因为u(x1,x′,y)=U(x1),所以解u在原点平移的意义下是唯一的,定理1证毕.Heisenberg型群是2步Carnot群,其Lie代数=V1⊕V2.本文关于V1的射影坐标x1研究了非线性次Laplace方程解的一维对称性结果.可以继续研究有关V2的射影坐标y1的一维对称性问题.【相关文献】[1]DE GIORGI E.On recent methods in nonlinear analysis[R].Rome:Pitagora Bologna,1979.[2]MODICA L,MORTOLA S.Some entire solutions in the Plane of nonlinear Poisson equations[J].Bollettino dell Unione Matematica Italiana,1980,17:614-622.[3]BERESTYCKI H,CAFFARELLI L,NIRENBERG L.Further qualitative properties for elliptic equations in unbounded domains[J].Annali della Scuola Normale Superiore di Pisa-Classedi Scienze,1997,25:69-94.[4]GHOUSSOUB N,GUI C.On a conjecture of De Giorgi and some relatedproblems[J].Annals of Mathematics,1998,311:481-491.[5]AMBROSIO L.Entire solutions of semilinear elliptic equations in R3and a conjecture of De Giorgi[J].Transactions of the American Mathematical Society,2000,13:725-739. [6]GUI C,GBOUSSOUB N.On De Giorgi’s conjecture in dimensions 4 and 5.Annals of Mathematics[J].Annals of Mathematics,2003,157:313-334.[7]周正.几类非线性偏微分方程的解[D].长沙:湖南大学博士学位论文,2010:1-15.[8]BERESTYCKI H,HAMEL F,MONNEAU R.One-dimensional symmetry of bounded entire solutions of some elliptic equations[J].Duke Mathematical Journal,2000,103(3):375-396.[9]GAROFALO N,VASSILEV D.Symmetry properties of positive entire solutions of Yamabe-type equations on groups of Heisenberg type[J].Duke Mathematical Journal,3,106(2001),411-448.[10]KAPLAN A.Fundamental solutions for a class of hypoelliptic PDE generated by composition of quadratic forms[J].Transactions of the American Mathematical Society,1980,258:147-153.[11]COWLING M,Dooley A H.H-type groups and Iwasawa decomposition[J].Advances in Mathematics,1991,87:1-41.[12]ARENA G,CARUSO A O,CAUSA A.Taylor formula on step two Carnot groups and applications[J].Matematiche(Catania),2005,60:375-383.[13]BIRINDELLI L,PRAJAPAT J.Nonlinear Liouville theorems in the Heisenberg group via the moving plane method[J].Communications in Partial Differential Equations,1999,24:1875-1890.[14]GUTIERREZ C,MONTANARI A.Maximum and comparison principles for convex functions on the Heisenberg groups[J].Communications in Partial Differential Equations,2004,29(9):1305.[15]GAROFALO N,VASSILEV D N.Regularity near the characteristic set in the nonlinear Dirichlet problem and conformal geometry of sub-Laplacians[J]. Annals of Mathematics,2000,318:453-516.[16]BIRINDELLI L.Hopf’s Lemma and Anti-maximum principle in generaldomains[J].Journal of Differential Equations,1995,119:450-472.。

求解高维非线性方程的一种简便方法

求解高维非线性方程的一种简便方法

( 23)
2 . 2 ( 2 + 1) 维 BBM 方程
( 2 + 1 ) 维 BBM 方程的形式为 ut + α u x +β u y +γ u u x +δ uu y - u xx t - y yyt = 0 ( 24)
52γ k k = 0,
4 1 3
( 16)
2 2 2 1 3 4 1 3
2 2 2 ξ- ω τ ) 144γ k 1 k csch ( k = α+ 7 β 5
ξ ξ ξ ξ = u
64 nbk f ( b - 26 b f
6
2
4
+ 66 b f (b + f 2) 6
3
2
2
4
- 26 bf
6
+ f
8
( 13)
γ k1 k k1ω - k (δ k 2 - ck 1 ) - 4 2 β k1 k
联立式363738将式38代入式7式同样能够得到3zk方程的指数函数解u039对式39作变换就能够得到3维zk方程的4组孤波解与三角函数周期波解为ck4kck4k结论本文将试探函数方法扩展应用于求解高维非线性偏微分方程得到了方程的指数函数解孤波解与三角函数周期波解
文章编号 :1001Ο 4373 ( 2008) 03Ο 0138Ο 04
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第 27 卷
u =
2 2 2 ω - k (α k 1 +β k 2 - c) - 4 k (ω + ck ) ( k1 + k2 ) + k (γ k 1 +δ k2 )
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338 For a given C ∞ function f (x, p), the Hamiltonian vector field is defined as [13] XD f := λ 2π
2N
S. Saito
dax dap
dbx dbp e−iλ(axbp −ap bx ) f (x+λbx , p+λbp )∇ax ,ap .(5)
j
= kj .
(2)
As we will see later, it is this shift operator exp ∂kj that generates the symmetry of a system associated with the Moyal ‘quantum’ algebra. Classical soliton equations are obtained by expanding the shift operators in (2) into power series of derivatives [4, 5]. The space of solutions to this equation, hence to the KP hierarchy, is called the Universal Grassmannian [4]. Every point on this space corresponds to a solution of HBDE, which can be given explicitly. Starting from one solution, we can obtain other solutions via a sequence of B¨ acklund transformations. The transformations generate a large symmetry which characterizes this particular integrable system.
Abstract The Hirota bilinear difference equation plays the central role in the study of integrable nonlinear systems. A direct correspondence of the large symmetry characterizing this classical system to the Moyal algebra, a quantum deformation of the Poisson bracket algebra, is shown.
This paper is dedicated to the memory of Professor Wilhelm Fushchych
(1)
Discrete Integrable Systems and the Moyal Symmetry
337
where kj ∈ Z are discrete variables and α, β, γ ∈ C are parameters subject to the constraint α + β + γ = 0. The contents of this equation is, however, very large. In fact, this single difference equation 1. is equivalent to the soliton equations of the KP-hierarchy [2, 4, 5], 2. characterizes algebraic curves (Fay’s trisecant formula) [4], 3. is a consistency relation for the Laplace maps on a discrete surface [6], 4. is satisfied by string correlation functions in the particle physics [7], and 5. by transfer matrices of certain solvable lattice models [8, 9, 10, 11, 12], etc.. We note here that HBDE (1) is a collection of infinitely many ‘classical’ soliton equations [2, 3]. For the purpose of describing the symmetric nature of this equation, it will be convenient to rewrite it as α exp ∂k1 + ∂k2 + ∂k3 + β exp ∂k1 + ∂k2 + ∂k3 + γ exp ∂k1 + ∂k2 + ∂k3 × f (k1 , k2 , k3 )f (k1 , k2 , k3 )|k
where x and p are the coordinates and momenta in RN with N being the number of degres of freedom. It turns to the Poisson bracket in the small λ limit. In this particular limit, the symmetry is well described by the language of differential geometry. Therefore, our question is whether there exists a proper language which can describe concepts, in the case of finite values of λ, corresponding to the terms such as vector fields, differential forms, and Lie derivatives. The answer is ”yes” [13]. In order to show that, we first define a difference operator by ∇ax ,ap := 1 sinh [λ(a∂ )] , λ (a∂ ) := ax ∂ x + ap ∂ p (4)
2
Hirota bilinear dif ference equation
The Hirota bilinear difference eqution (HBDE) is a simple single equation which is given by [2] αf (k1 + 1, k2 , k3 )f (k1 , k2 + 1, k3 + 1) + βf (k1 , k2 + 1, k2 )f (k1 + 1, k2 , k3 + 1) +γf (k1 , k2 , k3 + 1)f (k1 + 1, k2 + 1, k3 ) = 0,
Symmetry in Nonlinear Mathematical Physics
1997, V.2, 336–342.
Discrete Integrable Systems and the Moyal Symmetry
Satoru SAITO Department of Physics, Tokyo Metropolitan University, Hachiohji, Tokyo 192-03 Japan Fax: +81-(0426)-77-2483, E-mail: saito@phys.metro-u.ac.jp
3
Moyal quantum algebra
Let us explain what is the Moyal algebra[1]. We will show, in other sections, its relation to the integrable systems characterized by HBDE. The Moyal bracket is a quantum deformation of the Poisson bracket and is given by [1] i{f, g }M := 1 sin λ ∂ x ∂ p − ∂ x ∂ p λ f (x, p)g (x , p ) x =x,p =p (3)
The operation of the Hamiltonian vector field to a function g on the phase space yields the Moyal bracket: XD f g (x, p) = i{f, g }M . (6)
1
Introdunonlinear systems, completely integrable systems play special roles. They are not independent at all, but are strongly correlated with each other owing to the large symmetries shared among themselves. We like to know how far we can extend such systems without loosing integrability. The question could be answered if we know how much we can deform the symmetries characterizing the integrable systems. In this note, we would like to discuss the Moyal bracket algebra [1], a quantum deformation of the Poisson bracket algebra, as a scheme which should describe a large class of integrable systems. Here, however, we focus our attention to the Hirota bilinear difference equation (HBDE) [2], a difference analogue of the two-dimensional Toda lattice. This paper is organized as follows. We first explain HBDE and what is the Moyal quantum algebra in the following two sections. Using the Miwa transformation [3] of soliton variables, the correspondence of the shift operator appeared in HBDE to the Moyal quantum operator is shown in sections 4 and 5. The large symmetry possessed by the universal Grassmannian of the KP hierarchy [4, 5] is explained in section 6 within our framework, and the connection of their generators to the Moyal quantum operators is shown in the last section.
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