Введение 1
Группы и алгебры Ли преобразований 2
Уравнение Лиенара: случай алгебры Ли размерности 8 10
Уравнение Лиенара: случай алгебры Ли меньшей размерности .. 13
Заключение 21
Список литературы
В последние годы ряд работ был посвящен поиску симметрий нелинейных дифференциальных уравнений и классификации допускаемых ими алгебр Ли небольшой размерности, а также линеаризации этих уравнений. Теоретический материал об этом может быть найден, к примеру, в книгах Н.Х.Ибрагимова (см. [3, 4, 5, 6]).
Класс уравнений типа Лиенара x"+ f (x)x'+ g(x) = 0, где f (x) и g(x) — произвольные функции от зависимой переменной x, включает в себя ряд уравнений осцилляторов, естественным образом появляющихся в физических процессах. К примеру, уравнение Эмдена (или Пенлеве-Инса) х" + ax'х + bx3= 0, привлекает к себе интерес уже давно.
В настоящей дипломной работе мы, следуя идеям работ [1, 2], рассматриваем вопрос, какие алгебры Ли может допускать это уравнение. Решение определяющего уравнения и нахождение симметрий разбивается на два случая. В первом алгебра Ли имеет максимальную размерность 8. Мы описываем вид таких уравнений, указываем двумерную подалгебру Ли, наличие которой позволяет проинтегрировать уравнение. Во втором случае алгебра Ли имеет размерность 2. Он разбивается на несколько подслучаев в зависимости от обращения в нуль некоторых параметров, появляющихся в процессе решения.
В дипломной работе решены следующие задачи:
1. Описаны все квадратичные уравнения Лиенара, допускающие максимальную алгебру симметрий.
2. Указана 2-мерная подалгебра Ли, допускаемая такими уравнениями, наличие которой позволяет проинтегрировать уравнение по общеизвестному алгоритму.
3. Указаны квадратичные уравнения Лиенара, допускающие алгебру симметрий размерности 2.
[1] S. N. Pandey, Р. S. Bindu, М. Senthilvelan, М. Lakshmanan, A group theoretical identification of integrable cases of the Lienard-type equation x + f (x)x + g(x) = 0. I. Equations having nonmaximal number of Lie point symmetries.// J. Math. Phys. - Vol. 50. - 082702. - 2009. - DOI: 10.1063/1.3187783.
[2] S. N. Pandey, P. S. Bindu, M. Senthilvelan, M. Lakshmanan, A Group Theoretical Identification of Integrable Equations in the Lienard Type Equation X + f (x)X + g(x) = 0. Part II: Equations having Maximal Lie Point Symmetries. J. Math. Phys. - Vol. 50. - 102701-102701-25. - DOI: 10.1063/1.3204075.
[3] H.X. Ибрагимов. Группы преобразований в математической физике.-М.: Наука, 1983.
[4] Н.Х. Ибрагимов. Азбука группового анализа. - М.: Знание. - 1989. - 48 с.
[5] Н.Х. Ибрагимов. Опыт группового анализа обыкновенных дифференциальных уравнений. - М.: Знание. - 1991. - 48 с.
[6] Н.Х. Ибрагимов. Практический курс дифференциальных уравнений и математического моделирования. - Н.Новгород: Изд-во ИНГУ - 2007.
-421 с.
[7] В.В. Шурыгин. Групповой анализ дифференциальных уравнений (учебно-методическое пособие). - Казань: Изд-во КПФУ. - 2010. - 55 с.