學霸系科學家系統

第7章 齊次平衡法

【已知非線性偏微分方程,p(u,u,u,u,u,u,)=0……】

他放下筆,看著卓越三人,道:“齊次平衡法有兩種情形,一種平衡階數為負數的情形,另一種是階數為分數的情形。”

“首先我講解一下平衡階數為負數的情形。”

“當m,n中存在負數時(不妨設其為負整數情形),我們可以假設m+n0時

……

我們可以先對原方程做變換u=v^(-1)將原方程化為關於v的非線性偏微分方程。

這時,再利用齊次平衡方法解之。”

“下面,我用例項演算給你們看。”

【ut=+p(u-u)(2.2.1)

……

當c =1時,將導致負數解,這裡略去。】

“這就是階數為負數的平衡法,有什麼問題,我們之後再議。”

他看到三人慾言又止,就說道:“下面我說一下階數為分數的情形。”

“若平衡階數m,n中有分數(不妨設其為正分數情形),我們可以先做變換v=au^1其中1為m的最簡分式的分母與n的最簡分式的分母的最小公倍數,a為任意常數。

也可直接假設。

這個公式比較複雜,我直接寫下來吧!”

【u(x,t)=f^([m+n])φxφt/φ-……】

寫完後,他指著白板上的公式道:“其中[x]表示取x的整數部分,c0為任意常數。”

“下面我例項演示一下。”

【ut+quux+pu=0……】

他撥出一口氣,道:“好了,這就是我說的齊次平衡法,你們有什麼需要問的嗎?”

“請問較低導數的非線性項式怎麼轉變為較高導數的線性項的,然後又怎麼讓各階的係數為零的。”宗教授問道。

“是將(2.2.3)代入(2.2.2),合併φ的各種偏導數同次齊次項,並令φxφ的係數為零,得

……

φ(x,t)所滿足的方程組(2.2.9)——(2.2.10)是有解的。”

“那怎麼得到k,非線性代數方程組?”楊老師問道。

“令φ(x,t)=1+exp(kx+)代入(2.2.9)——(2.2.10),得到關於k,非線性代數方程組。”

“原方程的準確孤立波解是什麼?”卓越問道。

“我寫出來給你看。”

【u(x,t)=-6/tanh(±√-p/3/4+p/4t)]】

接下來,三人提問了許多問題,卓越提的最多。

齊次平衡法,讓他對解決非線性偏微分方程的破解方法的思路又開闊了許多。

並且接下來三天時間,他都在研究齊次平衡法,不懂的就去問胡教授。

胡教授倒是也不惱,有問必答,再說他的時間很多,每天只有一節課,其餘時間都在搞科研。

本來來之前卓越還想在津門逛逛的,但三天時間都用在學習上。

學習的時間總是過的很快,不知不覺三天就過去了。

三天後,他們踏上返回杭城的旅程。

這一趟來津門,卓越對新的非線性偏微分方程破解方法已經想到方法了。

但還是缺點東西,可是他相信應該很快了。

飛機上!

卓越拿著紙筆,寫出許多的公式,拿筆的右手臂放在扶手上,手指抵著下巴,微微皺眉看著紙沉思。

他們乘坐的是商務艙,附近坐的都是成功人士,對於卓越這位年輕帥氣,認真的樣子有一股獨特的魅力,早就吸引空姐們的目光。

不時的有一位漂亮的空姐來詢問他需要什麼幫助,很是殷勤,更是偷偷的塞來紙條,卓越只能無奈收下。

“還是年輕好啊!”一旁的楊老師和宗教授對視一眼。

兩個多小時後,他們下飛機了,卓越將空姐塞的紙條扔掉。

還是那句話,想要學習好,遠離女人。

女人只會影響我學習的速度。

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