王曉利 侯顥天
(1.集寧師范學院數(shù)學與統(tǒng)計學院 內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市 012000)(2.烏蘭察布市中等職業(yè)技術(shù)學校 內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市 012000)
研究非線性發(fā)展方程的精確解能夠描述一些物理、生命科學、信息科學、空間科學和環(huán)境科學等多領(lǐng)域的非線性現(xiàn)象。但由于非線性發(fā)展方程的復雜性,目前還沒有較為系統(tǒng)而統(tǒng)一的求解方法。近幾年來,人們借助計算機代數(shù)和符號計算,構(gòu)造非線性發(fā)展方程的解析解的多種輔助方程法,如反演散射法[1]、Jocobi 橢圓函數(shù)展開法[2]、tanh 展開法[3]、G'/G—展開法[4]、展開法[5]、F-展開法[7]等。
(2+1)維非線性立方Klein-Gordon方程[8-10]
圖1:(8)式的解(a) 當λ=4,μ=1,y=0;(b) 當λ=4,μ=1,t=1,y=0。
其中δ,β 為常數(shù)。該方程廣泛應(yīng)用于晶體內(nèi)位錯的傳播、磁性晶體內(nèi)Bloch 壁運動、氫鍵網(wǎng)絡(luò)中質(zhì)子的運動、磁通量沿Josephson 傳輸線傳播、統(tǒng)計力學中勢能和磁化函數(shù)的熵等。文獻[8-10]分別利用1/G'-展開法、修正的w/g-展開法及擴展映射法獲得非奇異雙曲函數(shù)解、三角函數(shù)周期解及有理解。本文將應(yīng)用-展開法并借助Maple 軟件獲得方程(1)的5 組奇異行波新解,包括兩組奇異雙曲函數(shù)解、兩組奇異三角函數(shù)解和一組奇異指數(shù)函數(shù)解。
假設(shè)(1)具有如下形式的行波解:
圖2:(12)式的解(a)當λ=1,μ=2,y=0;(b)當λ=1,μ=2,t=1,y=0。
本文應(yīng)用Exp -展開法獲得了(2+1)維非線性立方Klein-Gordon方程5 組新精確解,這些解未出現(xiàn)在其它文獻中.之后對于新的精確解的分析將有助于解釋與(2+1)維非線性立方Klein-Gordon方程相關(guān)的自然現(xiàn)象。