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非线性偏微分方程的对称性、不变解及守恒律的研究

时间:2023-10-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:例1.首先考虑Burgers-KdV 方程(5.1),其李点对称算子是利用(5.8),二阶乘子Qi可以推出非平凡守恒律如下需要注意的是每一个Qi都满足伴随方程例如,对于乘子Q2=u,代入方程(5.1)中可以得到有趣的是对于高阶乘子,比如Q4,经过化简,方程左边变成其他乘子可以类似验证,从而发现乘子也满足伴随方程。基于乘子和对称,相应的守恒向量场列出如下。Q3,X2:Q3,X1:Q2,Y:Q4,Y:Q1,X:Q2,X:Q4,X:Q5,Y:Q5,X1:Q5,X2:Q5,X:例2.第二个例子是演化的Jaulent-Miodek 方程组(5.2)。

非线性偏微分方程的对称性、不变解及守恒律的研究

例1.首先考虑Burgers-KdV 方程(5.1),其李点对称算子是

利用(5.8),二阶乘子Qi可以推出非平凡守恒律如下

需要注意的是每一个Qi都满足伴随方程

例如,对于乘子Q2=u,代入方程(5.1)中可以得到

有趣的是对于高阶乘子,比如Q4,经过化简,方程(5.16)左边变成

其他乘子可以类似验证,从而发现乘子也满足伴随方程。因此,可以发现,对于高阶乘子所对应的守恒律,也可以通过伴随方程方法得到。

在本书分析中,会利用乘子Q1到Q5;Q6计算繁琐但是过程一样,所以不再详细列出。基于乘子和对称,相应的守恒向量场列出如下。

在下文中,如无特别说明,下标1和2 分别是指关于x和t的偏导数。

(i)Q3,X2:

(ii)Q3,X1

(iii)Q2,Y:

(iv)Q4,Y:

(v)Q1,X:

(vi)Q2,X:

(vii)Q4,X:(www.xing528.com)

(viii)Q5,Y:

(ix)Q5,X1:

(x)Q5,X2:

(xi)Q5,X:

例2.第二个例子是演化的Jaulent-Miodek 方程组(5.2)。相应的对称

和二阶乘子分别是(Qi,Pi

再次,利用前面的步骤可以得到

(i)(Q1,P1):

(ii)(Q2,P2):

(iii)(Q3,P3):

(iv)(Q4,P4):

(v)(Q5,P5):

利用(Q5,P5),可以得到另外的非平凡守恒流

(vi)

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