999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

(2+1)維非線性分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程的新精確解

2017-05-15 11:09:12孫峪懷

黃 春, 孫峪懷, 李 釗, 張 健

(1. 四川師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與軟件科學(xué)學(xué)院, 四川 成都 610066; 2. 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 應(yīng)用數(shù)學(xué)與經(jīng)濟系, 四川 遂寧 629000)

(2+1)維非線性分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程的新精確解

黃 春1,2, 孫峪懷1*, 李 釗1, 張 健1

(1. 四川師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與軟件科學(xué)學(xué)院, 四川 成都 610066; 2. 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 應(yīng)用數(shù)學(xué)與經(jīng)濟系, 四川 遂寧 629000)

通過復(fù)變換將高維非線性分?jǐn)?shù)階偏微分方程轉(zhuǎn)化為整數(shù)階常微分方程,然后利用擴展的(G′/G)-展開法,構(gòu)建(2+1)維非線性分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程的新精確解,其中包括含參數(shù)的雙曲函數(shù)解、三角函數(shù)解和有理數(shù)解.

(2+1)維非線性分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程; 擴展的(G′/G)-展開法; 精確解

1 預(yù)備知識

非線性分?jǐn)?shù)階偏微分方程是整數(shù)階偏微分方程的推廣,它比整數(shù)階偏微分方程更全面地解釋實際現(xiàn)象,并且能夠深刻描述與反映物體內(nèi)在的性質(zhì).非線性分?jǐn)?shù)階偏微分方程在流體力學(xué)、材料力學(xué)、生物學(xué)、等離子體物理學(xué)、金融學(xué)、化學(xué)等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,因此研究非線性分?jǐn)?shù)階偏微分方程的性質(zhì)以及解的情況具有重要的意義.

(2+1)維非線性分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程[1-5]

(1)

修正的Riemann-Liouville分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)

(2)

修正的Riemann-Liouville分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的性質(zhì):

(3)

(4)

(5)

(2+1)維非線性分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程,最早由F.Calogero等[1]提出:當(dāng)α=1,方程(1)是一個隱式非線性演化方程;文獻(xiàn)[2]通過分?jǐn)?shù)首次積分法獲得分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程的一些精確解;文獻(xiàn)[3-5]分別用指數(shù)函數(shù)展開法、(G′/G)-展開法、首次積分法獲得該方程在整數(shù)階情形下的精確解.

最近,LiZ.B.等[7]提出如(7)式所表達(dá)的復(fù)變換將分?jǐn)?shù)階偏微分方程轉(zhuǎn)化為整數(shù)階常微分方程,該變換被廣泛運用在非線性分?jǐn)?shù)階偏微分方程的求解中.構(gòu)建非線性分?jǐn)?shù)階偏微分方程精確解的方法主要包括:分?jǐn)?shù)指數(shù)函數(shù)展開法[8-10]、分?jǐn)?shù)首次積分法[11-13]、分?jǐn)?shù)Riccati映射法[14-15]、分?jǐn)?shù)(G′/G)-展開法[16-18]等.本文通過作復(fù)變換將高維非線性分?jǐn)?shù)階偏微分方程轉(zhuǎn)化為整數(shù)階常微分方程,然后運用擴展的(G′/G)-展開法構(gòu)建(2+1)維非線性分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程的新精確解.

2 方法描述

考慮下面的非線性分?jǐn)?shù)階偏微分方程

(6)

其中,u=u(x,y,t)是未知函數(shù),P是u及u的關(guān)于x、y、t各階偏導(dǎo)數(shù)的多項式.

步驟 1 通過作復(fù)變換

(7)

其中,l和c為任意常數(shù),且ω≠0.

將方程(6)轉(zhuǎn)化為只含變量ξ的整數(shù)階常微分方程

(8)

步驟 2 設(shè)方程(8)的解為(G′/G)多項式形式

(9)

其中,G=G(ξ)滿足輔助方程

(10)

λ和μ為常數(shù).正整數(shù)N可以通過平衡(8)式中最高階導(dǎo)數(shù)項和非線性項確定.

步驟 3 將方程(9)代入(8)式,并利用方程(10)合并(G′/G)的相同冪次項,然后令(G′/G)的各次冪系數(shù)為零.

步驟 4 求解上述以ai(i=-N,…,0,…,N)為未知量的代數(shù)方程組,借助于Maple軟件,從而獲得方程(6)的精確解.

下面將運用此方法來構(gòu)建(2+1)維非線性分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程的新精確解.

3 運用與結(jié)果

首先對方程(1)作變換

(11)

將方程(11)左右兩邊同時積分2次,取第二次積分常數(shù)為零,可得

(12)

其中r為非零積分常數(shù).設(shè)方程(12)有如下形式的解

(13)

通過平衡方程(12)中的u3和u″,則有3N=N+2,有N=1,方程(13)化為

(14)

(15)

求解這個方程組可得:

(16)

(17)

情形 1 當(dāng)λ2-4μ>0時,方程(1)有如下形式的雙曲函數(shù)解:

特別地,當(dāng)C1=0,C2≠0時有

(19)

當(dāng)C1≠0,C2=0時有

(20)

(21)

其中

C1和C2為任意常數(shù).

情形 2 當(dāng)λ2-4μ<0時,方程(1)有如下形式的三角函數(shù)解:

特別地,當(dāng)C1=0,C2≠0時有

(23)

當(dāng)C1≠0,C2=0時有

(24)

(25)

其中

C1和C2為任意常數(shù).

情形 3 當(dāng)λ2-4μ=0時,方程(1)有如下形式的有理函數(shù)解:

(26)

(27)

其中

C1和C2為任意常數(shù).

4 結(jié)果與討論

本文通過作(7)式所表達(dá)的復(fù)變換將高維非線性分?jǐn)?shù)階偏微分方程轉(zhuǎn)化為整數(shù)階常微分方程,然后利用擴展的(G′/G)-展開法構(gòu)建(2+1)維非線性分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程的新精確解,其中包括含參數(shù)的雙曲函數(shù)解、三角函數(shù)解和有理數(shù)解.文中所得結(jié)果u12(ξ)和u11(ξ)與文獻(xiàn)[2]中的u1(ξ)和u2(ξ)一致,u32(ξ)和u31(ξ)與文獻(xiàn)[2]中的u4(ξ)和u5(ξ)一致,u2、u4和u6是文獻(xiàn)中未曾出現(xiàn)的結(jié)果.本文構(gòu)建了分?jǐn)?shù)階Zoomeron方程的新精確解,同時也說明擴展的(G′/G)-展開法是求解一類非線性分?jǐn)?shù)階偏微分方程行之有效的方法.

[1] CALOGERO F, DEGASPERIS A. Nonlinear evolution equations solvable by the inverse spectral transform[J]. Il Nuovo Cimento,1976,B2(32):201-242.

[2] ZAYE E M E, AMER Y A. The first integral method and its application for finding the exact solutions of nonlinear fractional partial differential equations in the mathematical physics[J]. Inter J Phys Sci,2014,8(9):174-183.

[3] KHAN K, AKBAR M A. Traveling wave solutions of the (2+1)-dimensional Zoomeron equation and the Burgers equations via the MSE method and the exp-function method[J]. Ain Shams Engineering J,2014,5(1):247-256.

[5] ABAZARI R. The solitary wave solutions of Zoomeron equation[J]. Appl Math Sci,2011,59(5):2943-2949.

[5] BEKIR A, TASCAN F, üNSAL ?. Exact solutions of the Zoomeron and Klein-Gordon-Zakharov equations[J]. J Association Arab Univ Basic Appl Sci,2015,17:1-5.

[6] JUMARIE G. Modified Riemann-Liouville derivative and fractional Taylor series of nondifferentiable functions further results[J]. Comput Math Appl,2006,51(9):1367-1376.

[7] LI Z B, HE J H. Fractional complex transform for fractional differential equations[J]. Appl Math Comput,2010,15(5):970-973.

[8] GüNER ?, BEKIR A, PANDIR Y. Solving nonlinear space-time fractional differential equations using the exp-function method[J]. AIP Conf Proc,2015,1648(1):1-5.

[9] YAN L M, XU F S. Generalized exp-function method for nonlinear space-time fractional differential equations[J]. Thermal Sci,2014,18(5):1573-1576.

[10] JIA S M, HU M S, CHEN Q L, et al. Exact solution of fractional Nizhnik-Novikov-Veselov equation[J]. Thermal Sci,2014,18(5):1716-1717.

[11] AMINIKHAH H, SHEIKHANI A R, REZAZADEH H. Exact solutions for the fractional differential equations by using the first integral method[J]. Nonlinear Engineering,2015,4(1):15-22.

[12] LU B. The first integral method for some time fractional differential equations[J]. J Math Anal Appl,2012,395(2):684-693.

[13] ESLAMI M, VAJARGAH F B, MIRZAZADEH M, et al. Application of first integral method to fractional partial differential equations[J]. Indian J Phys,2014,88(2):177-184.

[14] FENG Q H. A new fractional projective riccati equation method for solving fractional partial differential equations[J]. Commun Theory Phys,2014,62(2):167-172.

[15] ZHANG Y F, FENG Q H. Fractional riccati equation rational expansion method for fractional differential equations[J]. Appl Math Inform Sci,2013,7(4):1575-1584.

[16] ZHANG Y W. Solving STO and KD equations with modified Riemann-Liouville derivative using improved (G′/G)-expansion function method[J]. IAENG Inter J Appl Math,2015,45(1):16-22.

[17] ZHENG B. (G′/G)-expansion method for solving fractional partial differential equations in the theory of mathematical physics[J]. Commun Theory Phys,2012,58(5):623-630.

[18] YOUNIS M, ZAFAR A. Exact solution to nonlinear differential equations of fractional order via (G′/G)-expansion method[J]. Appl Math,2013,5(1):1-6.

2010 MSC:35K05

(編輯 李德華)

Received date:2015-02-03

Foundation Items:This work is supported by National Natural Science Foundation of China(No.11371267 and 11571245) and Basic Project of Sichuan Provincial Science and Technology Department(No.2016JY0204)

Construction of the New Exact Solutions for the (2+1) Dimensional Nonlinear Fractional Zoomeron Equation

HUANG Chun1,2, SUN Yuhuai1, LI Zhao1, ZHANG Jian1

( 1.CollegeofMathematicsandSoftwareScience,SichuanNormalUniversity,Chengdu610066,Sichuan;2.DepartmentofAppliedMathematicsandEconomy,SichuanVocationalandTechnicalCollege,Suining629000,Sichuan)

(2+1) dimensional nonlinear fractional Zoomeron equation has been discussed. Firstly, the (2+1) dimensional nonlinear fractional Zoomeron equation has been converted to a nonlinear ordinary differential equation by using the fractional complex transformation. Then, the extended (G′/G)-expansion method is used to construct exact solutions. A series new explicit solutions are obtained, which include hyperbolic function solutions, trigonometric function solutions and rational solutions, more results than existing ones.

(2+1) dimensional nonlinear fractional Zoomeron equation; extended (G′/G)-expansion method; exact solutions

2015-07-08

國家自然科學(xué)基金(11371267)和四川省教育廳自然科學(xué)重點基金(2012ZA135)

O175.29

A

1001-8395(2017)01-0051-04

10.3969/j.issn.1001-8395.2017.01.008

*通信作者簡介:孫峪懷(1963—),男,教授,主要從事數(shù)學(xué)物理的研究,E-mail:sunyuhuai63@163.com

主站蜘蛛池模板: 日韩精品一区二区三区中文无码| 国产成人麻豆精品| 久久精品人人做人人爽电影蜜月 | 国产成人亚洲欧美激情| 色亚洲激情综合精品无码视频| 欧美精品导航| 欧美福利在线| 野花国产精品入口| 久久性妇女精品免费| 国产成人精品日本亚洲| 国产极品美女在线| 91po国产在线精品免费观看| 91原创视频在线| 婷婷六月综合网| 在线国产91| 亚洲欧美另类中文字幕| 日本亚洲国产一区二区三区| 国产一区成人| 99久久精品国产精品亚洲| 91香蕉视频下载网站| 国产91导航| 91精品aⅴ无码中文字字幕蜜桃| 欧美精品一区在线看| 中文字幕不卡免费高清视频| 亚洲一级色| 精品久久777| 色欲色欲久久综合网| 亚洲色精品国产一区二区三区| 幺女国产一级毛片| 国产日韩欧美中文| 狠狠v日韩v欧美v| 中字无码精油按摩中出视频| 成人午夜视频在线| 国产打屁股免费区网站| 高清免费毛片| 中文字幕无码中文字幕有码在线 | 波多野结衣久久高清免费| 好吊色妇女免费视频免费| 欧美www在线观看| 综合色在线| 中文字幕1区2区| 国产主播福利在线观看| 日韩精品一区二区三区中文无码| 亚洲日本中文字幕乱码中文| 在线色国产| 91九色最新地址| 国产福利小视频在线播放观看| 在线欧美日韩国产| 第九色区aⅴ天堂久久香| 国产免费网址| 国产精品真实对白精彩久久| 久久综合丝袜日本网| 亚洲成年人网| 欧美激情首页| 99在线视频免费观看| 欧美成一级| 欧美一区二区三区国产精品| 91成人免费观看| 国产精品精品视频| 欧洲欧美人成免费全部视频| 国产97视频在线观看| 亚洲男人天堂久久| 亚洲日韩精品无码专区97| 日本91在线| lhav亚洲精品| 国产后式a一视频| 亚洲天堂网在线播放| 黄色网在线| 午夜不卡视频| 激情综合激情| 激情六月丁香婷婷四房播| 日本一本在线视频| 男女精品视频| 成年免费在线观看| 青草午夜精品视频在线观看| 亚洲欧美不卡视频| 日本道中文字幕久久一区| 成人av手机在线观看| 欧美亚洲国产日韩电影在线| 亚洲人成在线免费观看| 国产三级a| 在线免费a视频|