一个3×3谱问题的达布变换及Modified Boussinesq方程的精确解

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一般说来,非线性偏微分方程的求解是非常困难的。然而,对于许多孤子方程,我们已经有许多的方法,可以求得其精确解。比如反散射方法、双线性方法、达布变换方法以及代数几何方法等等。在这许多方法中,达布变换方法是一种非常有效的方法,它从孤子方程的一个平凡解出发求得精确解。 本文考虑ModifiedBoussinesq方程: yt=(zx+2yz)x,zt=3(-1/3yx+1/3y2-z2)x. 及其Lax对,即谱问题: φx=Uφ,φ=(φ1φ2φ3),U=(y+zζ00-2zζζ0z-y),以及辅助问题: φt=Vφ,V=(2yz+zx+1/3y2-z2-1/3yxζ(y-z)ζ2ζ22z2-2/3y2+2/3yx-ζ(y+z)2zζζ2-2yz-zx+1/3y2-z2-1/3yx),其中,y,z是关于x,t的函数,ζ是一个常数。利用方程 Tx+TU=(-U)T(U和(-U)除了将y、z分别换成(-y)、(-z)外,具有相同的形式)构造了具有多参数的达布阵: T=(aζ+b11ζ+b12cζ+b13cζ+b21aζ+b22ζ+b23ζ+b31cζ+b32aζ+b33)以及达布变换: {y=-1/2(y+3z)+b11-1/2(b22+b33),(-z)=1/2(y-z)-1/2(b22-b33). 本文在已有的基础上,利用相应的谱问题和达布阵的方法,对ModifiedBoussinesq方程构造了一个与以往不同的达布变换。它有两大难点,第一是计算量非常大,第二是所构造的达布阵含有多个参数。在本文中,通过找出限定条件,给出了它的两种等价表现形式,并与之巧妙地统一起来。在此基础上,克服了计算上的高难度,进而求出了ModifiedBoussinesq方程的精确解。
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