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: 国内精品久久人妻无码大片高| 亚洲无码电影| 特级做a爰片毛片免费69| 国产精彩视频在线观看| 久精品色妇丰满人妻| 高清无码手机在线观看| 国产精品亚洲欧美日韩久久| 国产精品亚洲综合久久小说| 国产香蕉一区二区在线网站| 欧美另类一区| 久久久久人妻精品一区三寸蜜桃| 久久婷婷国产综合尤物精品| 97视频免费看| 日韩在线播放欧美字幕| 日韩第九页| 国产成人91精品免费网址在线| 色综合天天视频在线观看| 亚洲无码高清一区二区| 华人在线亚洲欧美精品| 久一在线视频| 亚洲综合第一页| 欧美区一区| av免费在线观看美女叉开腿| 国产在线视频欧美亚综合| 国产高清无码第一十页在线观看| 成人午夜在线播放| 五月婷婷丁香综合| 激情五月婷婷综合网| 一级福利视频| 黄色网站在线观看无码| 国产精品白浆无码流出在线看| 欧美人与牲动交a欧美精品| 国产欧美高清| 午夜福利网址| 日韩av在线直播| 伊人天堂网| 国产成人精品18| 日韩第八页| 免费不卡视频| 中国毛片网| 欧美 亚洲 日韩 国产| 久草视频福利在线观看 | 亚洲va欧美va国产综合下载| 成人在线观看一区| 久久亚洲综合伊人| 免费国产小视频在线观看| 亚洲有码在线播放| 久久9966精品国产免费| 97在线公开视频| 国产精品免费露脸视频| 亚洲码一区二区三区| 色偷偷一区二区三区| 国产成人精品免费视频大全五级 | 少妇露出福利视频| 日韩精品视频久久| 欧美在线一二区| 国产区在线观看视频| 日本黄网在线观看| 特级做a爰片毛片免费69| 91最新精品视频发布页| 91精品免费久久久| 美女扒开下面流白浆在线试听 | 91啪在线| 91黄视频在线观看| 国产成人做受免费视频| 精品欧美视频| 亚洲国产成熟视频在线多多 | 国产99视频精品免费视频7| 老熟妇喷水一区二区三区| 精品视频第一页| 婷婷五月在线| 精品视频第一页| 欧美一区二区丝袜高跟鞋| 日韩在线永久免费播放| 国产日韩AV高潮在线| 精品国产一区91在线| 女人爽到高潮免费视频大全| 国产欧美日韩视频一区二区三区| av在线无码浏览| 欧美三级视频网站| 91毛片网| 国产精品视频观看裸模|