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PDEtools[CharacteristicQInvariants] - 指定された対称性のリストに関する微分不変式を自身の CharactersticQ から直接的に数値計算する
使い方
CharacteristicQInvariants(S, DepVars, <オプション>)
パラメータ
S
-
対称性の生成元の無限小、または n-次元の対称性群を表すそれらの - say - n のリスト
DepVars
問題の従属変数を示す関数または関数のリスト
jetnotation = ...
オプション - それぞれ出力を返す true (デフォルト)、false、jetODE、jetvariables または withoutbrackets のいずれかに指定するか、別の利用可能な jet 記法 を使用しない指定が可能
simplifier = ...
オプション - 使用する簡約子を示す。デフォルトは simplify/size
説明
対称性の生成元である 無限小 のリストまたは、これらのリストの n 次元の対称性群を表す場合がある n のリストが与えられると、CharacteristicQInvariants は演算式 Phi[k] の列を返します。この式列は、指定の無限小 n に関するすべての G[j] 対称性生成元 (1 <= j <= n) で同時に不変量を持ちます。つまり、Phi[k] は、問題 (DepVars) における独立変数または従属変数の関数で、自身の偏導関数は伴いません。また、問題に応じて数値 k が変化するすべての j および k で G[j](Phi[k]) = 0 を満たします。したがって、返されるオブジェクトは 0 階の微分不変式になります。
PDEtools の Invariants コマンドを使用した場合も同じオブジェクトが数値計算できます。ただし、この場合の CharacteristicQInvariants の計算はもっと単純で、不変量はそれぞれの対称性に関する CharacteristicQ から直接的に計算されます。このため、関係するそれぞれの PDE が、Invariants が使用するより小さい 1 つの変数に依存する場合、PDE 系の解は直接 InfinitesimalGenerator から得られます。
注意: 多次元の場合は、指定される無限小の形式によっては、問題の解が存在しない場合があります。
オプションとして、デフォルトの simplify/size の代わりに使用する簡約子を指定することができます。この目的上、オプションの引数 simplifier = .... が使用されます。デフォルトでは、CharacteristicQInvariants の出力は jet 記法 になります。これはオプションの引数を jetnotation = false とすると変更できます。
CharacteristicQInvariants で返される不変式は、PDE 系の解を数値計算するときに群の InvariantSolutions コマンドに指定するオプションの引数として使用することもできます。
キーワードやその一部のスペリングを誤ってタイプ入力する場合などがあることから、オプションのキーワードを覚える必要がないように、正しいキーワードと一致するかどうか入力との照合が行われます。照合の結果、一致が 1 通りだけの場合は入力が自動的に訂正されます。
例
2 つの独立変数と 1 つの従属変数を持つ PDE 系 u(x, t) の問題について、対称群の無限小について検討します。
この対称性の不変式は次のようになります。
これらが 0 階の微分不変式であることを検証するには、最初に InfinitesimalGenerator を構成し、次に CharacteristicQInvariants で返されたオブジェクトの任意関数 にこれを割り当てます。
オプションの引数 jetnotation = ... を使用する場合、出力は jet 記法 ではなく関数記法または括弧なし (withoutbrackets) の jet 記法 にするように要求できます。
あるいは、使用する記法を FromJet と ToJet の間で切り替えることもできます。
参照
FromJet, InfinitesimalGenerator, Infinitesimals, InvariantSolutions, PDEtools, ToJet
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