Русская Википедия:Представление Лакса

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Представление Лакса — используемое в теории интегрируемых систем представление уравнений системы в виде уравнения Лакса для пары зависящих от времени операторов, называемой парой Лакса. Преимущество такого представления в том, что если удалось записать уравнения в таком виде, то автоматически получается набор первых интегралов движения.

Пара Лакса — пара операторов <math>L(t), P(t)</math>, зависящих от времени, действующих на заданном гильбертовом пространстве и удовлетворяющих уравнению Лакса:

<math>\frac{dL}{dt}=[P,L]</math>.

В таком случае величины <math>\operatorname{tr} L^k</math> являются (возможно не все независимыми) первыми интегралами движения.

Представление изначально предложено Питером Лаксом в контексте теории солитонов. Например, уравнение Кортевега — де Фриза:

<math>u_t=6uu_x-u_{xxx}</math>

может быть представлено посредством пары:

<math>

\begin{align}

 L &= -\partial_{x}^2+u,
 \\
 P &= -4\partial_{x}^3+6u\partial_{x}+3u_x

\end{align} </math>. Множество <math>\operatorname{tr} L^k</math> даёт при этом счётный набор сохраняющихся величин.

Многие другие системы также могут быть записаны в виде представления Лакса, например уравнение синус-Гордона, цепочка Тоды, волчок Ковалевской, уравнение Кадомцева — Петвиашвили и так далее.

Литература