一类Weingarten曲面的可积性研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:taozhzzl
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本论文共四章。第一章是引言,首先简单回顾了经典的B(a)cklund变换,这是三维欧氏空间中伪球面之间的一种变换,利用该变换可以构造很多有趣的伪球面;然后介绍了经典B(a)cklund变换的若干推广,如高斯曲率和平均曲率满足线性关系曲面上的B(a)cklund变换;最后指出本文所研究的主要问题。第二章是预备知识,指出了对于三维欧氏空间中的曲面,其Gauss-Codazzi方程是Gauss-Weingarten方程的可积条件,因此Gauss-Weingarten方程是Gauss-Codazzi方程的Lax对,并且利用SO(3,(R))和SL(2,C)之间的同构,可以得到基本方程2×2矩阵形式的Lax对。第三章是本文的主要内容,讨论三维欧氏空间中主曲率κ1和κ2满足二次函数关系的Weingarten曲面的可积性,得到其Gauss-Codazzi方程的完全分类,并给出了相应的Lax对。为了叙述方便,记κ1=k,κ2=f(k)=mk2+(n+1)k+l,f(k)-k=mk2+nk+l=m(k+n/2m)2+4ml-n2/4m.  本文分n2-4ml=0,n2-4ml>0,n2-4ml<0三种情形进行讨论,得到如下结果:  1.当n2-4ml=0时,满足条件的Weingarten曲面的基本方程为1/m[kte2/mk+n/2]t-1/m[2mk+n+1/(k+n/2m)4kxe2/mk+n/2]x=-km(k+n/2m)2+k/(k+n/2m)2+k/(k+n/2m)2,其Lax对为ux=-1/mkte2/mk+n/2-ike-1/mk+n/2sinu,ut=-1/m2mk+n+1/(k+n/2m)4kxe2/mk+n/2-im(k+n/2m)2+k/(k+n/2m)2e1/mk+n/2cosu.  2.当n2-4ml>0时,满足条件的Weingarten曲面的基本方程为[[k-p/k-q]2/m(p-q)kt]t-[2mk+n+1/m2(k-p)2(k-q)2(k-p/k-q)-2/m(p-q)kx]=-km(k-p)(k-q)+k/m(k-p)(k-q),其Lax对为ux=-(k-p/k-q)2/m(p-q)kt-ik(k-p/k-q)1/m(p-q)sinu,ut=-2mk+n+1/m2(k-p)2(k-p)2(k-p/k-q)-2/m(p-q)kx-im(k-p/k-q)+k/(k-p/k-q)(k-p/k-q)-1/m(p-q)cosu.  3.当n2-4ml<0时,满足条件Weingarten曲面的基本方程为(kte2/mparctan(k/p+n/2mp))t-(2mk+n+1/(mk2+nk+l)2kxe-2/mparctan(k/p+n/2mp))x=-mk+(n+1)k+l/mk2+nk+l,其Lax对为ux=-kte2/mparctan(k/p+n/2mp)-ike1/mparctan(k/p+n/2mp)sinu,ut=-2mk+n+1/(mk2+nk+l)2kxe-2/mparctan(k/p+n/2mp)-imk2+(n+1)k+l/mk2+nk+le2/mparctan(k/p+n/2mp)cosu.  第四章对以上三种情形Lax对的可积性进行验证。
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