張亞敏
(寶雞文理學(xué)院 數(shù)學(xué)系,陜西 寶雞 721013)
隨著科技的迅速發(fā)展,非線性方程已被廣泛的應(yīng)用到眾多領(lǐng)域中,如光學(xué)、流體力學(xué)、電磁波等,從而出現(xiàn)了許多求解非線性微分方程的方法,主要有逆散射法[1]、Hirota雙線性法[2]、齊次平衡法[3]、Backlund 變換法[4]等。 近些年,由于計(jì)算機(jī)代數(shù)與符號(hào)計(jì)算的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)求解非線性方程許多新的方法[5],如齊次平衡法[6-7]、雙曲函數(shù)法、幾何方法等。
本文采用F—展開法,借助一種改進(jìn)的輔助函數(shù)的解,并結(jié)合符號(hào)計(jì)算,運(yùn)用Maple環(huán)境中的Epsilon軟件包,求解the Boussinesq方程[8]得到了若干其他方法不曾給出的,形式更為豐富的新的顯示行波解,其中包括雙曲函數(shù)解和三角函數(shù)解。
求解the Boussinesq方程
為求方程(1)新的行波解,令
將(2)式代入(1)式,并積分兩次得
由平衡法得u=2,則
將(5)式代入(3)式,并根據(jù)(4)式得到關(guān)于 F(ξ)的函數(shù),令F(ξ)各次冪的系數(shù)為0,得如下方程組:
利用Maple求解上面方程組,得
1)在 A>0,C 為任意數(shù)時(shí),則方程(1)的解為
2)在 A>0,Δ=B2-4AC>0 時(shí),即 C<0,方程(1)的解為
3)在 A>0,Δ=B2-4AC<0 時(shí),即 C>0,方程(1)的解為
4)在 A<0,Δ=B2-4AC>0 時(shí),即 C>0,方程(1)的解為
5)在 A<0,Δ=B2-4AC<0 時(shí),即 C<0,方程(1)的解為
1)在 A>0,方程(1)的解為
2)在 A<0,方程(1)的解為
1)在 A>0,C 為任意數(shù),方程(1)的解為
2)在 A>0,Δ=B2-4AC>0 時(shí),即 C<0,方程(1)的解為
3)在 A>0,Δ=B2-4AC<0 時(shí),即 C>0,方程(1)的解為
4)在 A<0,Δ=B2-4AC<0 時(shí),即 C>0,方程(1)的解為
5)在 A<0,Δ=B2-4AC<0 時(shí),即 C<0,方程(1)的解為
1)A>0,方程(1)的解為
2)A<0,方程(1)的解為
本文利用一種改進(jìn)的輔助函數(shù)法,并運(yùn)用Maple環(huán)境中的Epsilon軟件包,求解the Boussinesq方程,獲得了若干其它方法不曾給出的新的精確解,運(yùn)用此方法可以求出許多方程新的精確解。
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