Solution 84 to problem e3null


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Expressions

The solution is given through the following expressions:

     2
a22=---*a33
     3


b22=0


b31=0


b32=0


c12=0


c13=0


c22=0


c23=0


         3     2
      - ---*b33
         8
c33=-------------
         a33


     4
    ----*a33*m1
     15
n1=-------------
        b33


n2=0


     1
    ---*a33*m3
     3
n3=------------
       b33


m2=0


     16        2           20        3
    ----*a33*m1 *m3*p45 + ----*a33*m3 *p45
     45                    9
r6=----------------------------------------
                      3
                   b33 *m1


r5=0


     32         2        2        2
    -----*a33*m1 *p45 - ---*a33*m3 *p45
     225                 9
r4=-------------------------------------
                      3
                   b33


        32      2   2           10     2   3
     - -----*a33 *m1 *m3*p45 - ----*a33 *m3 *p45
        135                     3
r3=----------------------------------------------
                         4
                      b33 *m1


r2=0


        128     2   2        8     2   2
     - -----*a33 *m1 *p45 - ---*a33 *m3 *p45
        675                  3
r1=------------------------------------------
                         4
                      b33


q19=0


         8
      - ---*m3*p45
         3
q18=---------------
          b33


q16=0


         16
      - ----*a33*m3*p45
         9
q15=--------------------
               2
            b33


      2     2        5    2
     ----*m1 *p45 + ---*m3 *p45
      15             3
q14=----------------------------
               b33*m1


q13=0


q12=0


         16
      - ----*a33*m1*p45
         45
q11=--------------------
               2
            b33


q10=0


        4    2        5    2
     - ---*m1 *p45 + ---*m3 *p45
        5             3
q9=------------------------------
               b33*m1


     4
    ---*a33*m3*p45
     9
q8=----------------
            2
         b33


q7=0


q5=0


     80     2
    ----*a33 *m3*p45
     27
q4=------------------
             3
          b33


     32      2   2        40     2   2
    -----*a33 *m1 *p45 + ----*a33 *m3 *p45
     135                  27
q3=----------------------------------------
                      3
                   b33 *m1


q2=0


     64     2   2        40     2   2
    ----*a33 *m1 *p45 + ----*a33 *m3 *p45
     45                  27
q1=---------------------------------------
                      3
                   b33 *m1


p50=0


p49=0


      3
     ---*b33*p45
      4
p48=-------------
         a33


         5
      - ----*m3*p45
         12
p47=----------------
           m1


p46=0


         5
      - ---*b33*m3*p45
         8
p44=-------------------
          a33*m1


p43=0


p42=0


p41=0


p40=0


         5
      - ---*b33*m3*p45
         8
p39=-------------------
          a33*m1


p38= - 3*p45


p37=0


         50
      - ----*a33*m3*p45
         9
p36=--------------------
           b33*m1


p35=0


p34=0


         10
      - ----*a33*m3*p45
         9
p33=--------------------
           b33*m1


p32=0


         10
      - ----*a33*m3*p45
         9
p31=--------------------
           b33*m1


p30=0


         1
      - ---*b33*p45
         4
p29=----------------
          a33


      5
     ----*m3*p45
      12
p28=-------------
         m1


p27=0


     1
p26=---*p45
     3


p25=0


p24=0


        1
p23= - ---*p45
        3


p22=0


p21=0


p20=0


p19=0


      16
     ----*a33*p45
      9
p18=--------------
         b33


p17=0


         1
      - ---*b33*p45
         4
p16=----------------
          a33


      5
     ----*m3*p45
      12
p15=-------------
         m1


p14=0


         4
      - ---*a33*p45
         3
p13=----------------
          b33


p12=0


         16
      - ----*a33*p45
         9
p11=-----------------
           b33


      20     2
     ----*a33 *m3*p45
      9
p10=------------------
            2
         b33 *m1


p9=0


     16     2
    ----*a33 *p45
     9
p8=---------------
           2
        b33


        40     2
     - ----*a33 *m3*p45
        27
p7=---------------------
             2
          b33 *m1


p6=0


        40     2
     - ----*a33 *m3*p45
        27
p5=---------------------
             2
          b33 *m1


p4=0


        32     2
     - ----*a33 *p45
        27
p3=------------------
             2
          b33


p2=0


        32     2
     - ----*a33 *p45
        27
p1=------------------
             2
          b33


k104=0


k103=0


k101=0


k100=0


k99=0


k98=0


k97=0


k96=0


k95=0


k94=0


k93=0


k92=0


k90=0


k89=0


k88=0


k87=0


k86=0


k85=0


k84=0


         5     2
      - ---*b33 *p45
         8
k83=-----------------
         a33*m1


k82=0


k81=0


k80=0


k79=0


k78=0


k77=0


         5
      - ---*b33*p45
         6
k76=----------------
           m1


k75=0


k74=0


k73=0


k72=0


k71=0


         5     2
      - ---*b33 *p45
         8
k70=-----------------
         a33*m1


k69=0


k68=0


k67=0


k66=0


         10
      - ----*a33*p45
         3
k65=-----------------
           m1


k64=0


k63=0


         10
      - ----*a33*p45
         9
k62=-----------------
           m1


k61=0


         10
      - ----*a33*p45
         9
k60=-----------------
           m1


k59=0


k58=0


k57=0


k56=0


         15      3
      - -----*b33 *p45
         128
k55=-------------------
             2
          a33 *m1


k54=0


k53=0


k52=0


k51=0


         15     3
      - ----*b33 *p45
         64
k50=------------------
            2
         a33 *m1


k49=0


k48=0


k47=0


k46=0


k45=0


         5
      - ---*b33*p45
         6
k44=----------------
           m1


k43=0


         5
      - ----*b33*p45
         12
k42=-----------------
           m1


k41=0


k40=0


k39=0


k38=0


k37=0


k36=0


k35=0


k34=0


k33=0


k32=0


k31=0


k30=0


k28=0


k27=0


k26=0


         15      3
      - -----*b33 *p45
         128
k25=-------------------
             2
          a33 *m1


k24=0


k23=0


k21=0


         5
      - ----*b33*p45
         12
k20=-----------------
           m1


k19=0


k18=0


k17=0


k16=0


k14=0


k13=0


         20     2
      - ----*a33 *p45
         9
k12=------------------
          b33*m1


k11=0


         20     2
      - ----*a33 *p45
         9
k10=------------------
          b33*m1


k9=0


k8=0


k7=0


k6=0


        10     2
     - ----*a33 *p45
        27
k5=------------------
         b33*m1


k4=0


        20     2
     - ----*a33 *p45
        27
k3=------------------
         b33*m1


k2=0


        10     2
     - ----*a33 *p45
        27
k1=------------------
         b33*m1


Parameters

Apart from the condition that they must not vanish to give a non-trivial solution and a non-singular solution with non-vanishing denominators, the following parameters are free:
 m3,m1,p45,b33,a33

Relevance for the application:

The following expression INT is a first

integral for the Hamiltonian HAM:

           2       2         2       2          2       2         2
HAM=(80*a33 *b33*u1  + 80*a33 *b33*u2  + 120*a33 *b33*u3  + 32*a33 *m1*u1

              2                    2
      + 40*a33 *m3*u3 + 120*a33*b33 *u3*v3 + 120*a33*b33*m1*v1

                                  3   2
      + 120*a33*b33*m3*v3 - 45*b33 *v3 )/(120*a33*b33)

                      4    3   4            4    3   2   2
INT=(p45*( - 32000*a33 *b33 *u1  - 64000*a33 *b33 *u1 *u2

                       4    3   2   2            4    3   4
           - 192000*a33 *b33 *u1 *u3  - 32000*a33 *b33 *u2

                       4    3   2   2             4    2      3
           - 192000*a33 *b33 *u2 *u3  - 102400*a33 *b33 *m1*u1

                       4    2         2             4    2         2
           - 102400*a33 *b33 *m1*u1*u2  + 153600*a33 *b33 *m1*u1*u3

                       4    2      2                4    2      2
           - 128000*a33 *b33 *m3*u1 *u3 - 128000*a33 *b33 *m3*u2 *u3

                       4    2      3             4       2   2
           + 192000*a33 *b33 *m3*u3  + 122880*a33 *b33*m1 *u1

                      4       2   2             4
           + 20480*a33 *b33*m1 *u2  + 256000*a33 *b33*m1*m3*u1*u3

                       4       2   2             4       2   2
           + 128000*a33 *b33*m3 *u1  + 128000*a33 *b33*m3 *u2

                      4   3               4   2                   4      2
           - 16384*a33 *m1 *u1 - 20480*a33 *m1 *m3*u3 - 230400*a33 *m1*m3 *u1

                       4   3               3    4   2
           - 288000*a33 *m3 *u3 - 96000*a33 *b33 *u1 *u3*v3

                      3    4   2                   3    4   3
           - 96000*a33 *b33 *u2 *u3*v3 - 288000*a33 *b33 *u3 *v3

                       3    3                         3    3      2
           + 153600*a33 *b33 *m1*u1*u2*v2 - 153600*a33 *b33 *m1*u2 *v1

                       3    3      2               3    3      2
           - 115200*a33 *b33 *m1*u3 *v1 - 96000*a33 *b33 *m3*u1 *v3

                      3    3      2                3    3      2
           - 96000*a33 *b33 *m3*u2 *v3 - 480000*a33 *b33 *m3*u3 *v3

                      3    2   2                   3    2
           - 30720*a33 *b33 *m1 *u2*v2 - 153600*a33 *b33 *m1*m3*u1*v3

                      3    2                        3       3
           + 38400*a33 *b33 *m1*m3*u3*v1 + 12288*a33 *b33*m1 *v1

                      3       2                  3          2
           + 30720*a33 *b33*m1 *m3*v3 - 19200*a33 *b33*m1*m3 *v1

                       3       3               2    5   2   2
           + 192000*a33 *b33*m3 *v3 - 36000*a33 *b33 *u1 *v2

                      2    5   2   2            2    5   2   2
           - 36000*a33 *b33 *u2 *v1  - 72000*a33 *b33 *u2 *v2

                      2    5                        2    4         2
           - 72000*a33 *b33 *u2*u3*v2*v3 + 28800*a33 *b33 *m1*u1*v2

                      2    4         2            2    4
           + 86400*a33 *b33 *m1*u1*v3  - 28800*a33 *b33 *m1*u2*v1*v2

                       2    4                        2    4         2
           - 259200*a33 *b33 *m1*u3*v1*v3 + 36000*a33 *b33 *m3*u3*v1

                      2    4         2            2    4         2
           + 36000*a33 *b33 *m3*u3*v2  - 36000*a33 *b33 *m3*u3*v3

                      2    3   2   2            2    3   2   2
           - 69120*a33 *b33 *m1 *v1  + 11520*a33 *b33 *m1 *v2

                       2    3                         2    3   2   2
           - 230400*a33 *b33 *m1*m3*v1*v3 + 144000*a33 *b33 *m3 *v1

                       2    3   2   2                6      2
           + 144000*a33 *b33 *m3 *v2  - 54000*a33*b33 *u3*v1 *v3

                          6      2                   5      3
           - 54000*a33*b33 *u3*v2 *v3 - 21600*a33*b33 *m1*v1

                          5         2                5         2
           - 21600*a33*b33 *m1*v1*v2  + 64800*a33*b33 *m1*v1*v3

                          5      2                   5      2
           - 54000*a33*b33 *m3*v1 *v3 - 54000*a33*b33 *m3*v2 *v3

                      7   4            7   2   2            7   4             2
           - 10125*b33 *v1  - 20250*b33 *v1 *v2  - 10125*b33 *v2 ))/(86400*a33

           4
       *b33 *m1)



And again in machine readable form:



HAM=(80*a33**2*b33*u1**2 + 80*a33**2*b33*u2**2 + 120*a33**2*b33*u3**2 + 32*a33**
2*m1*u1 + 40*a33**2*m3*u3 + 120*a33*b33**2*u3*v3 + 120*a33*b33*m1*v1 + 120*a33*
b33*m3*v3 - 45*b33**3*v3**2)/(120*a33*b33)$

INT=(p45*( - 32000*a33**4*b33**3*u1**4 - 64000*a33**4*b33**3*u1**2*u2**2 - 
192000*a33**4*b33**3*u1**2*u3**2 - 32000*a33**4*b33**3*u2**4 - 192000*a33**4*b33
**3*u2**2*u3**2 - 102400*a33**4*b33**2*m1*u1**3 - 102400*a33**4*b33**2*m1*u1*u2
**2 + 153600*a33**4*b33**2*m1*u1*u3**2 - 128000*a33**4*b33**2*m3*u1**2*u3 - 
128000*a33**4*b33**2*m3*u2**2*u3 + 192000*a33**4*b33**2*m3*u3**3 + 122880*a33**4
*b33*m1**2*u1**2 + 20480*a33**4*b33*m1**2*u2**2 + 256000*a33**4*b33*m1*m3*u1*u3 
+ 128000*a33**4*b33*m3**2*u1**2 + 128000*a33**4*b33*m3**2*u2**2 - 16384*a33**4*
m1**3*u1 - 20480*a33**4*m1**2*m3*u3 - 230400*a33**4*m1*m3**2*u1 - 288000*a33**4*
m3**3*u3 - 96000*a33**3*b33**4*u1**2*u3*v3 - 96000*a33**3*b33**4*u2**2*u3*v3 - 
288000*a33**3*b33**4*u3**3*v3 + 153600*a33**3*b33**3*m1*u1*u2*v2 - 153600*a33**3
*b33**3*m1*u2**2*v1 - 115200*a33**3*b33**3*m1*u3**2*v1 - 96000*a33**3*b33**3*m3*
u1**2*v3 - 96000*a33**3*b33**3*m3*u2**2*v3 - 480000*a33**3*b33**3*m3*u3**2*v3 - 
30720*a33**3*b33**2*m1**2*u2*v2 - 153600*a33**3*b33**2*m1*m3*u1*v3 + 38400*a33**
3*b33**2*m1*m3*u3*v1 + 12288*a33**3*b33*m1**3*v1 + 30720*a33**3*b33*m1**2*m3*v3 
- 19200*a33**3*b33*m1*m3**2*v1 + 192000*a33**3*b33*m3**3*v3 - 36000*a33**2*b33**
5*u1**2*v2**2 - 36000*a33**2*b33**5*u2**2*v1**2 - 72000*a33**2*b33**5*u2**2*v2**
2 - 72000*a33**2*b33**5*u2*u3*v2*v3 + 28800*a33**2*b33**4*m1*u1*v2**2 + 86400*
a33**2*b33**4*m1*u1*v3**2 - 28800*a33**2*b33**4*m1*u2*v1*v2 - 259200*a33**2*b33
**4*m1*u3*v1*v3 + 36000*a33**2*b33**4*m3*u3*v1**2 + 36000*a33**2*b33**4*m3*u3*v2
**2 - 36000*a33**2*b33**4*m3*u3*v3**2 - 69120*a33**2*b33**3*m1**2*v1**2 + 11520*
a33**2*b33**3*m1**2*v2**2 - 230400*a33**2*b33**3*m1*m3*v1*v3 + 144000*a33**2*b33
**3*m3**2*v1**2 + 144000*a33**2*b33**3*m3**2*v2**2 - 54000*a33*b33**6*u3*v1**2*
v3 - 54000*a33*b33**6*u3*v2**2*v3 - 21600*a33*b33**5*m1*v1**3 - 21600*a33*b33**5
*m1*v1*v2**2 + 64800*a33*b33**5*m1*v1*v3**2 - 54000*a33*b33**5*m3*v1**2*v3 - 
54000*a33*b33**5*m3*v2**2*v3 - 10125*b33**7*v1**4 - 20250*b33**7*v1**2*v2**2 - 
10125*b33**7*v2**4))/(86400*a33**2*b33**4*m1)$