المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9764 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
التفريخ في السمان
2024-04-25
منخبر رع سنب يتسلَّم جزية بلاد النوبة.
2024-04-25
منخبر رع سنب الكاهن الأكبر للإله آمون.
2024-04-25
أمنمحاب يخرج للصيد وزيارة حديقته.
2024-04-25
الوظائف العليا والكهنة.
2024-04-25
نظم تربية السمان
2024-04-25

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Korteweg-de Vries Equation  
  
1908   02:58 مساءً   date: 21-7-2018
Author : Baker, H. F
Book or Source : An Introduction to the Theory of Multiply Periodic Functions. London: Cambridge University Press, 1907.
Page and Part : ...


Read More
Date: 25-7-2018 995
Date: 21-7-2018 858
Date: 21-7-2018 949

Korteweg-de Vries Equation

 

The partial differential equation

 u_t+u_(xxx)-6uu_x=0

(1)

(Lamb 1980; Zwillinger 1997, p. 175), often abbreviated "KdV." This is a nondimensionalized version of the equation

 (partialeta)/(partialt)=3/2sqrt(g/h)(eta(partialeta)/(partialx)+2/3(partialeta)/(partialx)+1/3sigma(partial^3eta)/(partialx^3)),

(2)

derived by Korteweg and de Vries (1895) which described weakly nonlinear shallow water waves. Here, sigma=h^3/3-Th/(grho)h is the channel height, T is the surface tension, g is the gravitational acceleration, and rho is the density. This equation was found to have solitary wave solutions, vindicating the observations made 51 years earlier of a solitary channel wave by Russell in Aug. 1834 (Russell 1844).

It is a little-known fact that the first genus-2 solution to the Korteweg-de Vries equation was given by Baker (1907; Previato 2004).

Zabusky and Kruskal (1965) subsequently studied the continuum limit of the Fermi-Pasta-Ulam Experiment and, surprisingly, obtained the Korteweg-de Vries equation. They found that the solitary wave solutions had behavior similar to the superposition principle, despite the fact that the waves themselves were highly nonlinear. They dubbed such waves solitons, and proceeded to devise new solution technique for them (Miura et al. 1968). Miura et al. (1968) found nine conservation laws and Miura (1968) found a tenth, hinting that an infinite number of conserved quantities might exist (Tabor 1989, p. 288). In fact, a transformation due to Gardner provides an algorithm for computing an infinite number of conserved densities of the KdV equation, which are connected to those of the so-called modified KdV equation through the Miura transformation

 v_x+v^2=u

(3)

(Tabor 1989, p. 291). The Korteweg-de Vries equation also exhibits Galilean invariance.

An important step in the solution of the KdV equation was provided by Gardner et al. (1967), who proposed that it could be studied through the properties of the one-dimensional Schrödinger equation for potential u(x,t)

 psi_(xx)-[u(x,y)-lambda]psi=0,

(4)

obtained by making a variable substitution in (3) and using Galilean invariance. If the corresponding quantum mechanical inverse scattering problem (i.e., going from the associated quantum mechanical properties--termed scattering data--to the potential) can be solved, the evolution of u(x,y) could then be reconstructed without having to actually solve the KdV equation (Tabor 1989, pp. 291-292). While this procedure sounds complicated, and in fact can only be solved exactly for rather special cases, it can be viewed as a more complicated analog of inverse Fourier transforms (which turns out is known as an inverse scattering transform). Using inverse scattering transforms, N-soliton solutions can be obtained.

Lax (1968) showed that the KdV equation is equivalent to the so-called "isospectral integrability condition" for pairs of linear operators, known as Lax pairs (Tabor 1989, p. 304).

The so-called generalized KdV equation is given by

 u_t+uu_x-u_(xxxxx)=0

(5)

(Boyd 1986; Zwillinger 1997, p. 175). The so-called deformed KdV equation is given by

 u_t+partial/(partialx)(u_(xx)-2etau^3-3/2(uu_x^2)/(eta+u^2))=0

(6)

(Dodd and Fordy 1983; Zwillinger 1997, p. 178), and the modified KdV equation is given by

 u_t+u_(xxx)+/-6u^2u_x=0

(7)

(Calogero and Degasperis 1982, p. 51; Tabor 1989, p. 304; Zwillinger 1997, p. 178), or

 u_t+u_(xxx)-1/8u_x^3+u_x(Ae^u+B+Ce^(-u))=0

(8)

(Dodd and Fordy 1983; Zwillinger 1997, p. 178).

The cylindrical KdV equation is given by

 u_t+u_(xxx)-6uu_x+u/(2t)=0

(9)

(Calogero and Degasperis 1982, p. 50; Zwillinger 1997, p. 175), and the spherical KdV by

 u_t+u_(xxx)-6uu_x+u/t=0

(10)

(Calogero and Degasperis 1982, p. 51; Zwillinger 1997, p. 175).


REFERENCES:

Baker, H. F. An Introduction to the Theory of Multiply Periodic Functions. London: Cambridge University Press, 1907.

Baker, H. F. Abelian Functions: Abel's Theorem and the Allied Theory, Including the Theory of the Theta Functions. New York: Cambridge University Press, p. xix, 1995.

Boyd, J. P. "Solitons from Sine Waves: Analytical and Numerical Methods of Non-Integrable Solitary and Cnoidal Waves." Physica D 21, 227-246, 1986.

Calogero, F. and Degasperis, A. Spectral Transform and Solitons: Tools to Solve and Investigate Nonlinear Evolution Equations.New York: North-Holland, 1982.

Dodd, R. and Fordy, A. "The Prolongation Structures of Quasi-Polynomial Flows." Proc. Roy. Soc. A 385, 389-429, 1983.

Gardner, C. S. "The Korteweg-de Vries Equation and Generalizations, IV. The Korteweg-de Vries Equation as a Hamiltonian System." J. Math. Phys. 12, 1548-1551, 1971.

Gardner, C. S.; Greene, C. S.; Kruskal, M. D.; and Miura, R. M. "Method for Solving the Korteweg-de Vries Equation." Phys. Rev. Lett. 19, 1095-1097, 1967.

Infeld, E. and Rowlands, G. Nonlinear Waves, Solitons, and Chaos, 2nd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, 2000.

Korteweg, D. J. and de Vries, F. "On the Change of Form of Long Waves Advancing in a Rectangular Canal, and on a New Type of Long Stationary Waves." Philos. Mag. 39, 422-443, 1895.

Lamb, G. L. Jr. Ch. 4 in Elements of Soliton Theory. New York: Wiley, 1980.

Lax, P. "Integrals of Nonlinear Evolution Equations and Solitary Waves." Comm. Pure Appl. Math. 21, 467-490, 1968.

Miles, J. W. "The Korteweg-de Vries Equation, A Historical Essay." J. Fluid Mech. 106, 131-147, 1981.

Miura, R. M. "Korteweg-de Vries Equation and Generalizations. I. A Remarkable Explicit Nonlinear Transformation." J. Math. Phys. 9, 1202-1204, 1968.

Miura, R. M.; Gardner, C. S.; and Kruskal, M. D. "Korteweg-de Vries Equation and Generalizations. II. Existence of Conservation Laws and Constants of Motion." J. Math. Phys. 9, 1204-1209, 1968.

Previato, E. "Featured Review: CRC Concise Encyclopedia of Mathematics. Second Edition." SIAM Rev. 46, 349-354, 2004.

Russell, J. S. "Report on Waves." Report of the 14th Meeting of the British Association for the Advancement of Science. London: John Murray, pp. 311-390, 1844.

Segal, G. "The Geometry of the KdV Equation." Int. J. Mod. Phys. 6, 2859-2869, 1991.

Tabor, M. "Nonlinear Evolution Equations and Solitons." Ch. 7 in Chaos and Integrability in Nonlinear Dynamics: An Introduction.New York: Wiley, pp. 278-321, 1989.

Zabusky, N. J. and Kruskal, M. D. "Interaction of Solitons in a Collisionless Plasma and the Recurrence of Initial States." Phys. Rev. Let. 15, 240-243, 1965.

Zakharov, V. E. and Faddeev, L. D. "Korteweg-de Vries Equation, A Completely Integrable System." Funct. Anal. Appl. 5, 280-287, 1971.

Zwillinger, D. (Ed.). CRC Standard Mathematical Tables and Formulae. Boca Raton, FL: CRC Press, p. 417, 1995.

Zwillinger, D. Handbook of Differential Equations, 3rd ed. Boston, MA: Academic Press, p. 131, 1997.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.





خلال الأسبوع الحالي ستعمل بشكل تجريبي.. هيئة الصحة والتعليم الطبي في العتبة الحسينية تحدد موعد افتتاح مؤسسة الثقلين لعلاج الأورام في البصرة
على مساحة (1200) م2.. نسبة الإنجاز في مشروع تسقيف المخيم الحسيني المشرف تصل إلى (98%)
تضمنت مجموعة من المحاور والبرامج العلمية الأكاديمية... جامعتا وارث الأنبياء(ع) وواسط توقعان اتفاقية علمية
بالفيديو: بعد أن وجه بالتكفل بعلاجه بعد معاناة لمدة (12) عاما.. ممثل المرجعية العليا يستقبل الشاب (حسن) ويوصي بالاستمرار معه حتى يقف على قدميه مجددا