广义Ito方程组的对称和新的显式解
2012-07-13张颖元刘希强王岗伟
张颖元,刘希强,王岗伟
(聊城大学数学科学学院,山东聊城252059)
0 前言
本文将利用修正的CK直接方法研究下述广义Ito方程组[1]

方程组(1)是著名的Ito可积模型的推广,把它称作GIto。利用Hirota双线性方法,文献[2]找到了GIto方程组中p=0时的3孤子解和4孤子解。随后,文献[3]对其可积性进行了研究,发现它们都具有潘勒韦意义下的可积性。在文献[4]中,利用改进的雅克比椭圆函数法得到了方程组(1)的双周期解。文献[5-6]中,找到了方程组(1)的许多行波解。为了求解方程组非线性模型的精确解,已经提出了许多解决的方法。如Backlund变换法和Darboux变换法[7],截断潘勒韦分析方法[8],扩展的Riccati方程方法[9]等。本文首先利用修正的CK直接方法,建立了方程组(1)的新、旧解之间的关系,推广了文献[4]中相应的结果,导出了对称群理论。其次,得到了方程组(1)的相似约化和一些新的显示解。最后,给出了相应的结论。
1 GIto方程组的新旧解之间的关系和对称群
假设方程组(1)具有下述形式的对称群

其中,αi、βi(i=1,2,3,4)、γ3、γ4、ξ和 τ 都是关于{x,t}的待定函数,并且在变换{x,t,u,v,w,p}→ {ξ,τ,U,V,W,P}下要求 U(ξ,τ)、V(ξ,τ)、W(ξ,τ)、P(ξ,τ)也满足方程组(1),即

把式(2)代入方程组(1),并利用约束方程组(3)消去 Uτ、Vτ、Wτ、Pτ,令 U(ξ,τ)、V(ξ,τ)、W(ξ,τ)、P(ξ,τ)和它们的导数项的系数为0,得到下述超定方程组

解上述方程组,得到

其中,c1、c2、c3、c4和 c5是任意常数。
根据上述过程,对于GIto系统,有下述对称群定理:
定理1 如果 U=U(ξ,τ),V=V(ξ,τ),W=W(ξ,τ),P=P(ξ,τ)是方程组(1)的解,那么下列u、v、w和p也是方程组(1)的解,其中ξ和τ由式(4)决定。

利用定理1,可以推广相应的已知解,从而建立了Ito方程组的新旧解之间的关系。通过文献[4]中的解,可以得到以下椭圆函数解……p>
