非线性可积微分—差分方程族相关问题的研究

非线性可积微分—差分方程族相关问题的研究

论文摘要

为探讨非线性可积微分—差分方程族的形成及性质,本文分别构造了若干个微分—差分可积模型,并对孤立子方程的的可积性、Darboux变换、无穷多守恒律、非线性化作了研究。众所周知,在物理学、化学及生物学中的许多些现象是以微分—差分方程作为模型建立起来的,如Toda晶格方程和Volterra晶格方程等。因此对微分—差分可积系统的研究具有一定的实际意义。然而,不同于连续可积模型,微分—差分可积系统难于建立,这一方面的相关文献较少。本文中,提出了若干个离散的等谱特征问题,导出了相应的1+1、2+1维孤立子方程,并利用屠格式对方程族的结构作了近一步的研究。为求解所提出的方程,本文根据谱问题的不同而建立了不同的Darboux变换,作为应用,得到了1+1、2+1维微分—差分方程的孤立子解,并借助于计算机代数给出了解的图形。众所周知,无穷多守恒律是孤立子方程具有的一种重要性质。本文基于谱问题的特点利用直接方法导出了1+1、2+1维微分—差分方程的无穷多守恒律。在文章的最后,非线性化方法被应用于离散的可积系统,从而将一个无限维非线性微分—差分可积系统分解为两个有限维可积系统。

论文目录

  • 1 绪论
  • 1.1 孤立子理论的产生及发展
  • 1.2 孤立子理论的分支
  • 1.3 研究孤立子理论的意义
  • 1.4 本课题研究的主要内容
  • 2 可积的微分-差分方程族
  • 2.1 一般理论和方法
  • 2.2 修正的晶格KdV方程族
  • 2.3 全可积微分-差分方程族和修正的2+1维Toda方程
  • 2.4 新的有理型微分-差分方程族及其负阶流
  • 3 微分-差分方程的Darboux变换
  • 3.1 最原始的Darboux变换
  • 3.2 新的有理型晶格孤子方程的Darboux变换
  • 3.3 2+1维耦合KdV晶格孤子方程的Darboux变换
  • 4 Lax对的非线性化
  • 4.1 非线性化的理论和方法
  • 4.2 修正的晶格KdV方程族Lax对的非线性化
  • 5 微分-差分方程的无穷多守恒律
  • 5.1 微分-差分方程守恒律的概念
  • 5.2 1+1维mKdV晶格孤子方程的无穷多守恒律
  • 5.3 2+1维mToda晶格孤子方程的无穷多守恒律
  • 致谢
  • 参考文献
  • 硕士阶段完成的论文
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