穿衣方法与离散可积系统

来源 :郑州大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:lpy2009
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穿衣方法最早是由Zakhrov和Shabat在上个世纪70年代创立的,它从一个积分算子F和两个Volterra算子K±出发,利用积分算子的三角分解关系得到Gelfand-Levitan方程.然后利用穿衣关系将已知常系数可交换微分算子(初始算子)Mj,j=1,2,变为可交换的穿衣算子(Mj,j=1,2,并由此得到非线性演化方程.为了得到此方程的解,就需要从积分算子F与已知算子Mj,j:1,2的可交换性求得积分核F,最后由Gelfand-Levitan方程构造出微分核K的表达式,从而可得方程的解. 推广的穿衣方法是由常系数可交换的算子Mj,j=1,2,推广为变系数的算子,并且满足推广的可交换关系.利用定理2.3,以及与上面的方法相平行的方法,就可以得到一系列的变系数演化方程,以及它们的解.利用这种推广的穿衣方法,可以得到一大类的演化方程,而不再是孤单的一个方程. 接下来,作者利用推广的穿衣方法首先考虑了AKNS谱问题,利用两组变系数初始算子对,分别得到变系数耦合mKdV方程和变系数耦合NLS方程,同时,还给出它们的显式解.并利用分解的思想,将(2+1).维变系数KP方程分解为已得的(1+1)-维变系数耦合mKdV方程和变系数耦合NLS方程,然后利用(1+1)-维变系数耦合mKdV方程和变系数耦合NLS方程的相容解,得到变系数KP方程的显式解.作者考虑推广穿衣方法的另一个应用是得到变系数DS方程,同时,得到它们的显式解. 穿衣方法的理论发展主要有两种:一种是基于Riemann-Hilbert问题的穿衣方法,即一定程度上的经典Darboux变换方法;另一种是基于局部-(a)-问题的-(a)。穿衣方法·本文在第3部分首先介绍了-(a-)穿衣方法,包括方程的构造和解的构造,然后介绍了正交曲纹坐标系,Gauss-LamE方程和Gauss-Codazzi方程.由于已经知道Gauss-Codazzi方程的解,而可积系统与可积几何之间的关系也已经被建立起来.作者利用Gauss-LamE方程和适当的约束条件将上述二者联系起来,利用已知的Gauss-Codazzi方程的解来求解具体的可积方程.作为例子,本文考虑了Sine-Gordon方程和Tzitzeica方程,并给出它们的新解. 在第4部分,考虑了一个离散谱问题.将它的伴随谱问题同时展开为λ的正幂和负幂多项式,由此得到了一族离散方程,同时还利用迹恒等式给出了该族离散方程的Hamilton结构.接下来,本文又考虑了两个(1+1).维变形Toda链·而这两个(1+1)-维离散方程恰为由伴随谱问题分别按λ的正幂和负幂展开所得到的第一个非平凡方程.最后,利用Lax矩阵的有限阶展开方法给出这两个变形Toda链的拟周期解. 在本文的第5部分作者首先考虑了一个离散Toda族,通过建立位势与特征函数之间的Bargmann约束给出了新的辛映射和有限维Hamilton系统,然后用母函数方法计算了守恒积分的对合性,并且利用椭圆坐标证明了守恒积分的独立性,从而证明了辛映射和有限维Hamilton系统在Liouville意义下的完全可积性.接着,作者又考虑了一个(2+1)维Toda链.利用分解的方法将这个(2+1)维链分解为两个可解的(1+1)维相关Toda链.借助特征函数所满足的Lax方程解矩阵,通过对Lax矩阵的有限阶展开,建立了椭圆坐标和(1+1)维相关Toda链的解之间的直接的关系.引)xAbel-Jacobi坐标,进行了连续流和离散流的拉直.最后利用Riemann-Jacobi反演方法得到(1+1)维相关Toda链和(2+1)维Toda链的拟周期解. 在本文的这六章,作者将非线性化方法应用到离散Ablowitz-Ladik族.导出了一个新的辛映射和一类新的有限维Hamilton系统,并且进一步证明了它们在Liouville意义下是完全可积的.作为应用,给出一种算法来求解离散Ablowitz—Ladik族的解。
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