亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        三個(gè)五階非線性方程的精確解

        2015-12-21 06:23:26鐘鳴華那仁滿都拉斯仁道爾吉
        大學(xué)數(shù)學(xué) 2015年4期

        鐘鳴華, 那仁滿都拉, 斯仁道爾吉

        (內(nèi)蒙古師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院,呼和浩特010022)

        三個(gè)五階非線性方程的精確解

        鐘鳴華,那仁滿都拉,斯仁道爾吉

        (內(nèi)蒙古師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院,呼和浩特010022)

        [摘要]為了得到三個(gè)五階非線性方程的精確解,本文通過(guò)假設(shè)行波解將三個(gè)五階非線性方程化為常微分方程并借助輔助方程法和Mathematica軟件對(duì)其求解,最終獲得了一系列精確解.

        [關(guān)鍵詞]五階非線性方程; 輔助方程法; 精確解

        1引言

        非線性偏微分方程在現(xiàn)實(shí)生活以及生物、物理等鄰域中有著重要而廣泛的應(yīng)用,因此非線性偏微分方程的求解問(wèn)題就成為非線性科學(xué)的前沿研究課題之一.到目前為止,數(shù)學(xué)和物理工作者在求解非線性偏微分方程的領(lǐng)域積累了大量的經(jīng)驗(yàn)并先后提出了一系列求解方法,這些方法在許多具體的方程上都得到了應(yīng)用,如Jacobi橢圓函數(shù)法[1]、齊次平衡法[2]、完全近似法[3]、試探函數(shù)法[4]、雙曲函數(shù)展開(kāi)法[5]、約化攝動(dòng)法[6]、F-展開(kāi)法[7]、Exp函數(shù)法[8]、輔助方程法[9]等都在具體的文獻(xiàn)中被引用,并作為主要求解方法.本文運(yùn)用輔助方程法精確求解文獻(xiàn)[10]中提出的如下三個(gè)方程

        (1)

        (2)

        (3)

        并且得到一些新的精確解.

        2方法介紹

        考慮如下形式的非線性偏微分方程

        N(t,x,u,ut,ux,uxx,…)=0,

        (4)

        假設(shè)其行波解為

        u(x,t)=u(ξ),ξ=kx-vt,

        (5)

        其中k和v是待定常數(shù),則方程(4)可轉(zhuǎn)化為下面形式的常微分方程

        F(u,u′,u″,u?,…)=0,

        (6)

        其中“′”是函數(shù)u關(guān)于ξ的導(dǎo)數(shù).

        設(shè)方程(6)有如下形式的解

        (7)

        其中φ(ξ)滿足輔助方程

        φ′(ξ)2=b0+b1φ(ξ)+b2φ(ξ)2+b3φ(ξ)3+b4φ(ξ)4,

        (8)

        這里n是根據(jù)方程中最高階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)和最高次冪的非線性項(xiàng)平衡得到的ai,bj,j=0,1,2,3,4是待定常數(shù).

        把(7),(8)帶入到(6),令φ(ξ)的各次冪的系數(shù)為零而得到一個(gè)非線性代數(shù)方程組并求解可得到待定的系數(shù)ai,bj.

        由文獻(xiàn)[11]和[12]知,輔助方程(8)有如下幾種解:

        解(一)當(dāng)b0=b1=b3時(shí),(8)具有鐘狀孤子解、三角函數(shù)解和有理解:

        (9)

        (10)

        (11)

        (12)

        (13)

        (14)

        解(三)當(dāng)b0=b1=0,(8)具有如下幾種解:

        (15)

        (16)

        (17)

        (18)

        解(四)當(dāng)b0=b1=b4=0時(shí),(8)具有如下鐘狀孤子解、三角函數(shù)周期解和有理解:

        (19)

        (20)

        (21)

        解(五)當(dāng)b4=0,b3>0時(shí),(8)具有Weierstrass橢圓函數(shù)解:

        (22)

        3方程(1)的精確解

        假設(shè)方程(1)的行波解為

        代入方程,積分兩次并取積分常數(shù)均為零,則有如下常微分方程

        v2u′(ξ)-k4u?(ξ)-6k3u′(ξ)2=0.

        (23)

        設(shè)u′(ξ)=w(ξ),則以上方程變?yōu)?/p>

        v2w(ξ)-k4w″(ξ)-6k3w(ξ)2=0.

        (24)

        根據(jù)平衡最高階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)和最高冪次的非線性項(xiàng),得到n=2,所以,設(shè)方程(24)有如下形式的解

        w(ξ)=a0+a1φ(ξ)+a2φ(ξ)2,

        (25)

        其中φ(ξ)滿足方程(8).把(8)和(25)代入到(24),化簡(jiǎn)后,令φ(ξ)n的系數(shù)為零,得到如下關(guān)于a2,a0,a1,b2,b0,b1,b3,b4,k,v的超定代數(shù)方程組

        利用Mathematica軟件,解方程組,得如下兩組解:

        把(Ⅰ)代入到解(四)有

        ①b2>0時(shí),

        則代入到(25)可得w(ξ),對(duì)w(ξ)求不定積分,即得

        ②b2<0時(shí),

        則代入到(25)可得w(ξ),對(duì)w(ξ)求不定積分,即得

        把(Ⅰ)代入到解(五)有:b4=0且b3>0時(shí),

        則代入到(25)可得w(ξ),對(duì)w(ξ)求不定積分即可得原方程的解u(ξ).

        把(Ⅱ)代入到解(一)有

        ①b2>0,b4<0時(shí),

        ②b2<0,b4>0時(shí),

        ③b2=0,b4>0時(shí),

        代入到(25)可得w(ξ),對(duì)w(ξ)求不定積分,即得

        把(Ⅱ)代入到解(二)有

        ①b2<0, b4>0時(shí),

        u(ξ)=(a0-kC2)ξ+Cktanh(Cξ)+c21.

        ②b2>0, b4>0時(shí),

        u(ξ)=(a0+kD2)ξ-Dktan(Dξ)+c22.

        情形1:b3=0,則代入(Ⅱ)可得

        由b0=0可得

        代入(Ⅱ)有

        由于(Ⅱ)中b4≠0,所以不把(Ⅱ)代入到解(四)和解(五)研究.

        4方程(2)的精確解

        同第一個(gè)方程的精確解的求法一樣, (2)經(jīng)行波變換后化為

        (v2-k2)w(ξ)-k4w″(ξ)-6k3w(ξ)2=0.

        (26)

        利用Mathematica軟件,解平衡后得到的方程組,得如下兩組解:

        把(Ⅰ)代入到解(四)有:由b1=0可得

        ①b2>0時(shí),

        則有

        ②b2<0時(shí),

        則有

        ③b2=0時(shí),可得

        把(Ⅰ)代入到解(五)有:b4=0且b3<0時(shí),則有

        對(duì)w(ξ)求不定積分即可得原方程的解u(ξ).

        把(Ⅱ)代入到解(一)有

        ①b2>0, b4<0時(shí),

        ②b2<0, b4>0時(shí),

        ①b2<0, b4>0時(shí),

        u(ξ)=(a0-kC2)ξ+kCtanh(Cξ)+c21.

        ②b2>0,b4>0時(shí),

        u(ξ)=(a0+kD2)ξ-Dktan(Dξ)+c22.

        把(Ⅱ)代入到解(三)有:由b1=0可得

        情形1:a1=0,則代入(Ⅱ)且由b0=0得

        ① 當(dāng)b2<0,b4>0時(shí),則

        ② 當(dāng)b2>0,b4<0時(shí),則

        ③ 當(dāng)b2>0,b4>0時(shí),則

        由于(Ⅱ)中b4≠0,所以不把(Ⅱ)代入到解(四)和解(五)研究.

        5方程(3)的精確解

        方法同上,解不定方程組可得下面兩組解:

        把(Ⅰ)和(Ⅱ)分別代入解(一)、解(二)、解(三)、解(四)、解(五),可得如下解:

        本文用行波變換后把三個(gè)五階非線性方程轉(zhuǎn)化為常微分方程,再利用輔助方程法得到了這三個(gè)方程的一系列精確解,并且這些解都是首次給出的.

        [參考文獻(xiàn)]

        [1]劉官?gòu)d,范天佑.一般變換下的Jacobi橢圓函數(shù)展開(kāi)法及應(yīng)用[J].物理學(xué)報(bào), 2004, 53(3): 676-679.

        [2]張解放. 變更Boussinesq方程和Kupershmidt方程的多孤子解[J].應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué), 2000, 21(2): 171-175.

        [3]郭鵬,張磊,呂克璞,段文山.一類(lèi)非線性彈性桿波動(dòng)方程的求解[J].應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué),2008,29(1):57-61.

        [4]武祥,郭鵬,劉遠(yuǎn)聰.一類(lèi)非線性粘性彈性桿波動(dòng)方程的求解[J].科技信息, 2008(2):203.

        [5]楊建榮,毛杰健,張解放.一維彈性桿的非線性波動(dòng)方程的孤波解[J].畢節(jié)師范高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào), 2001, 19(4):48-50.

        [6]呂克璞,郭鵬,張磊等.非線性彈性桿波動(dòng)方程的攝動(dòng)分析[J].應(yīng)用數(shù)學(xué)與力學(xué), 2006, 27(9): 1079-1083.

        [7]張平.關(guān)于一類(lèi)五階非線性發(fā)展方程的新精確解[J].五邑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2008, 22(1): 35-39.

        [8]楊昆望.應(yīng)用指數(shù)函數(shù)展開(kāi)法求解非線性發(fā)展方程[J].純粹數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué),2012,01:85-91.

        [9]Sirendaoreji.Auxiliaryequationmethodforsolvingnonlinearpartialdifferentialequations[J].PhysicsLettersA, 309(5-6)(2003):387-396.

        [10]Abdul-MajidWazwaz.Kinksolutionsforthreenewfifthordernonlinearequations[J].AppliedMathematicalModelling,2014,33:110-118.

        [11]長(zhǎng)勒.幾類(lèi)非線性演化方程的精確類(lèi)孤子解[D].內(nèi)蒙古:內(nèi)蒙古師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院, 2012.

        [12]郭玉翠.非線性偏微分方程引論[M].北京:清華大學(xué)出版社, 2008.

        ExactSolutionsforThreeFifthOrderNonlinearEquations

        ZHONG Ming-hua,Narenmandula,Sirendaoerji

        (MathematicalScienceCollege,InnerMongoliaNormalUniversity,Huhhot, 010022,China)

        Abstract:Inordertoobtainthethreefifth-ordernonlinearequationexactsolution.Inthispaper,byassumingthetravellingwavesolutionsofthreefifth-ordernonlinearequationsintoordinarydifferentialequationandwiththeaidoftheauxiliaryequationmethodandMathematicasoftwaretosolvethem.Finallyweobtainaseriesofexactsolutions.

        Keywords:fifth-ordernonlinearequation;auxiliaryequationmethod;exactsolution

        [中圖分類(lèi)號(hào)]O175.2

        [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

        [文章編號(hào)]1672-1454(2015)04-0070-09

        99精品国产在热久久无毒不卡| 国产亚洲欧美在线播放网站| 日韩精品一二区在线视频| 国产一区二区精品人妖系列在线 | 日本japanese少妇高清| 国产精品自产拍在线观看免费 | 久久91精品国产一区二区| 亚洲中文字幕无码av永久| 成人激情五月天| 国产aⅴ天堂亚洲国产av| 亚洲国产精品成人一区二区三区 | 精品一区二区三区老熟女少妇| 免费观看91色国产熟女| 国产精品无码久久久久久久久久| 国产精品三级一区二区按摩| 女同久久精品国产99国产精| 国产日韩厂亚洲字幕中文| 成人区人妻精品一区二区不卡网站| 欧美一级特黄AAAAAA片在线看| 一本久久a久久精品综合| 不卡一区二区视频日本| 亚洲av无码一区二区三区观看| 国产成人精品免费久久久久 | 手机在线观看av资源| 亚洲图片日本视频免费| 波多野结衣视频网址| 国产精品一区二区三区黄片视频| 桃红色精品国产亚洲av| 国产乱xxⅹxx国语对白| 国产高清在线精品一区αpp| 在线观看亚洲视频一区二区| 国产精品爽爽ⅴa在线观看| 成年女人毛片免费视频| 亚洲av综合日韩精品久久久| 青青草免费在线爽视频| 欧美裸体xxxx极品少妇| 国内久久婷婷精品人双人| 中文字幕精品人妻丝袜| 亚洲中文字幕无码不卡电影| 91spa国产无码| 国产三级三级精品久久|