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第 27卷 第 1期
2011年 1月
昆明冶金高等专科学校学报
JournalofKunmingMetallurgyCollege
Vol27No1
Jan.2011
收稿日期:2011-02-19
作者简介:陈丽萍 (1978-),女,云南弥勒人,讲师,理学硕士,主要从事高等数学的教学和研究。
doi:10.3969/j.issn.1009-0479.2011.01.013
短脉冲方程的 Lie对称分析及精确解研究
陈丽萍,王 跃
(昆明冶金高等专科学校 文理学院,云南 昆明 650033)
摘 要:非线性偏微分方程是现代数学的一个重要分支,对精确解的研究是非线性偏微分方程理论研究的重要组
成部分。Lie对称方法是构造非线性偏微分方程精确解的一个直接而又强有力的方法。运用 Lie对称分析法研究
了一类称之为短脉冲方程的非线性发展方程,对其进行了古典 Lie对称分析,获得了该方程的无穷小生成元和相
应的对称群,并得到了一些对称约化及群不变解。
关键词:短脉冲方程;Lie对称;对称分析;群不变解
中图分类号:O17529 文献标识码:A 文章编号:1009-0479-(2011)01-0054-06
AnalysisofLieSymmetryandExactSolutionofShortPulseEquation
CHENGLiping,WANGYue
(FacultyofArtsandScience,KunmingMetallargyCollege,Kunming650033,China)
Abstract:Nonlinearpartialdifferentialequationisanimportantbranchofmodernmathematicsandre
searchonexactsolutionofnonlinearpartialdifferentialequationsisanimportantcomponentoftheoretical
research.Asisknowntoall,Liesymmetricmethodisadirectandpowerfulwaywhichcomprisesexact
solutionofnonlinearpartialdifferentialequation.UsingLiesymmetryanalysistostudynonlinearevolu
tionequation
,specificallyshortpulseequation,thepaperfoundtheinfinitesimalgeneratoroftheequa
tion
,thecorrespondingsymmetrygroupandsomesymmetryreductionandgroupinvariantsolution.
Keywords:shortpulseequation;Liesymmetry;symmetryanalysis;groupinvariantsolution
在事物的发展过程中,许多实际问题出现快速的变化,这种瞬间突变现象通常称为脉冲现象。脉冲
现象在现代科学领域的实际问题中普遍存在,例如机械钟摆运动、电流中的电脉冲、生态群中的周期受
孕现象、飞船飞行中的脉冲控制等,其数学模型可归结为脉冲微分系统。
1 短脉冲方程的研究背景及现状
脉冲微分方程 u
tx
-u-uu
2
x
-
1
2
u
2
u
xx
=0描述了某些运动状态在固定或不固定时刻的快速变化或跳
跃,它对自然界的发展过程有更真实的反映。
由于脉冲微分方程的相关理论远比无脉冲内容丰富,1989年 Lakshmikantham等人所著 “Theoryof
ImpulsiveDifferentialEquations
”一书标志着脉冲微分方程从常 (偏)微分方程中分离出来,自此脉冲微
分方程的理论研究吸引了国内外的众多学者,如脉冲微分方程解的存在性、唯一性,解对初值的连续
性,解的稳定性,Lyapunov方法,边值问题解的存在性、唯一性,周期解以及解的动力学系统性质,分
期理论,时滞脉冲微分方程、泛函脉冲微分方程等
[1-2]
。近几年,出现了许多无限维欧式空间及 Ba
nach空间中的结果,Ahmed
[3-4]
、Kaul、LiuXinzhi
[5]
、董玉君
[6]
等研究了 Banach空间中半线性脉冲系
统适度解的存在性、正则性,系统的稳定性;Cooke
[7]
给出周期解的存在性结果;孙金丽
[8]
、郭大
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