Solution 7 to problem over


Expressions | Parameters | Inequalities | Relevance | Back to problem over

Expressions

The solution is given through the following expressions:

         1     2             1                      1     3
      - ---*b31 *b33*r324 + ---*b31*b32*b33*r325 + ---*b33 *r324
         4                   2                      4
r30=-------------------------------------------------------------
                             a23*b31*b32


         1     2         1                  3     2
      - ---*b31 *r324 + ---*b31*b32*r325 + ---*b33 *r324
         4               2                  4
r31=-----------------------------------------------------
                           a23*b31


         1     2             1                      3     2
      - ---*b31 *b33*r324 + ---*b31*b32*b33*r325 + ---*b32 *b33*r324
         4                   2                      4
r32=-----------------------------------------------------------------
                               a23*b31*b32


         1     2         1                  1     2
      - ---*b31 *r324 + ---*b31*b32*r325 + ---*b32 *r324
         4               2                  4
r33=-----------------------------------------------------
                           a23*b31


         1     2         1                  3     2
      - ---*b31 *r324 + ---*b31*b32*r325 + ---*b33 *r324
         4               2                  4
r34=-----------------------------------------------------
                           a23*b32


      3
     ---*b33*r324
      2
r35=--------------
         a23


         1     2         1                  3     2
      - ---*b31 *r324 + ---*b31*b32*r325 + ---*b32 *r324
         4               2                  4
r36=-----------------------------------------------------
                           a23*b32


      1                  1
     ---*b31*b33*r324 + ---*b32*b33*r325
      2                  2
r37=-------------------------------------
                   a23*b32


      1              1
     ---*b31*r324 + ---*b32*r325
      2              2
r38=-----------------------------
                 a23


      1
     ---*b31*r325
      2
r39=--------------
         a23


          1     2        2         1     2
r310=( - ---*a23 *a33*b31 *r324 + ---*a23 *a33*b31*b32*r325
          4                        2

          1     2        2         1                 2
       + ---*a23 *a33*b33 *r324 + ---*a23*b31*b32*b33 *r333
          4                        4

          1                 2           3
       - ---*a33*b31*b32*b33 *r354)/(a23 *b31*b32)
          8


r311

   1     2                 1                          1
  ---*a23 *a33*b33*r324 + ---*a23*b31*b32*b33*r333 - ---*a33*b31*b32*b33*r354
   2                       2                          4
=-----------------------------------------------------------------------------
                                      3
                                   a23 *b31


          1     2        2         1     2
r312=( - ---*a23 *a33*b31 *r324 + ---*a23 *a33*b31*b32*r325
          4                        2

          1     2        2         1             3         1             3
       + ---*a23 *a33*b32 *r324 + ---*a23*b31*b32 *r333 - ---*a33*b31*b32 *r354)
          4                        4                       8

     3
/(a23 *b31*b32)


r313

   1     2                 1                          1
  ---*a23 *a33*b33*r324 + ---*a23*b31*b32*b33*r333 - ---*a33*b31*b32*b33*r354
   2                       2                          4
=-----------------------------------------------------------------------------
                                      3
                                   a23 *b32


       1     2             1                      1
      ---*a23 *a33*r324 + ---*a23*b31*b32*r333 - ---*a33*b31*b32*r354
       2                   2                      4
r314=-----------------------------------------------------------------
                                      3
                                   a23


       1     2             1         2         1         2
      ---*a23 *a33*r325 + ---*a23*b31 *r333 - ---*a33*b31 *r354
       2                   4                   8
r315=-----------------------------------------------------------
                                   3
                                a23


       1     2             1                      1     2
      ---*a23 *b33*r354 + ---*a23*a33*b33*r333 - ---*a33 *b33*r354
       2                   2                      4
r316=--------------------------------------------------------------
                                     3
                                  a23


       1     2             1                      1     2
      ---*a23 *b32*r354 + ---*a23*a33*b32*r333 - ---*a33 *b32*r354
       2                   2                      4
r317=--------------------------------------------------------------
                                     3
                                  a23


       1     2             1                      1     2
      ---*a23 *b31*r354 + ---*a23*a33*b31*r333 - ---*a33 *b31*r354
       2                   2                      4
r318=--------------------------------------------------------------
                                     3
                                  a23


       1     2             1         2         1     3
      ---*a23 *a33*r354 + ---*a23*a33 *r333 - ---*a33 *r354
       2                   4                   8
r319=-------------------------------------------------------
                                 3
                              a23


          1     2                        1     2
       - ---*b31 *r324 + b31*b32*r325 + ---*b33 *r324
          2                              2
r320=-------------------------------------------------
                          b31*b32


      b33*r324
r321=----------
        b31


          1     2                        1     2
       - ---*b31 *r324 + b31*b32*r325 + ---*b32 *r324
          2                              2
r322=-------------------------------------------------
                          b31*b32


      b33*r324
r323=----------
        b32


                      1
      a23*b33*r333 - ---*a33*b33*r354
                      2
r326=---------------------------------
                      2
                   a23


                      1
      a23*b32*r333 - ---*a33*b32*r354
                      2
r327=---------------------------------
                      2
                   a23


                      1
      a23*b31*r333 - ---*a33*b31*r354
                      2
r328=---------------------------------
                      2
                   a23


         2                        1     2
      a23 *r354 + a23*a33*r333 - ---*a33 *r354
                                  2
r329=------------------------------------------
                           2
                        a23


       1
      ---*b33*r354
       2
r330=--------------
          a23


       1
      ---*b32*r354
       2
r331=--------------
          a23


       1
      ---*b31*r354
       2
r332=--------------
          a23


r334=r354


r335=0


r336=0


r337=0


r338=0


r339=0


r340=0


r341=0


r342=0


r343=0


r344=0


r345=0


r346=0


r347=0


r348=0


r349=0


       1
      ---*b33*r354
       2
r350=--------------
          a23


       1
      ---*b32*r354
       2
r351=--------------
          a23


       1
      ---*b31*r354
       2
r352=--------------
          a23


       1
      ---*a33*r354
       2
r353=--------------
          a23


r355=0


c22=0


c11=0


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:
 r324, r325, r333, r354, a33, b32, b33, b31, a23

Inequalities

In the following not identically vanishing expressions are shown. Any auxiliary variables g00?? are used to express that at least one of their coefficients must not vanish, e.g. g0019*p4 + g0020*p3 means that either p4 or p3 or both are non-vanishing.
 
{b33,b31,a23,b32}


Relevance for the application:

The system of equations related to the Hamiltonian HAM:

                    2
HAM=2*u2*u3*a23 + u3 *a33 + u3*v1*b31 + u3*v2*b32 + u3*v3*b33

has apart from the Hamiltonian and Casimirs the following 4 first integrals: 

     2          3    1    2   2    2        1    2          2
FI=u1 *u2*u3*a23  + ---*u1 *u3 *a23 *a33 + ---*u1 *u3*v1*a23 *b31
                     2                      2

       1    2          2        1    2          2         3       3
    + ---*u1 *u3*v2*a23 *b32 + ---*u1 *u3*v3*a23 *b33 + u2 *u3*a23
       2                        2

       1    2          2        1    2          2        1    2          2
    + ---*u2 *u3*v1*a23 *b31 + ---*u2 *u3*v2*a23 *b32 + ---*u2 *u3*v3*a23 *b33
       2                        2                        2

           3     3    1         2     1       2
    + u2*u3 *(a23  - ---*a23*a33 ) - ---*u2*u3 *v1*a23*a33*b31
                      2               2

       1       2                   1       2
    - ---*u2*u3 *v2*a23*a33*b32 - ---*u2*u3 *v3*a23*a33*b33
       2                           2

        4   1     2        1     3      3      1     2        1     2
    + u3 *(---*a23 *a33 - ---*a33 ) + u3 *v1*(---*a23 *b31 - ---*a33 *b31)
            2              8                   2              4

        3      1     2        1     2
    + u3 *v2*(---*a23 *b32 - ---*a33 *b32)
               2              4

        3      1     2        1     2         1    2   2        2
    + u3 *v3*(---*a23 *b33 - ---*a33 *b33) - ---*u3 *v1 *a33*b31
               2              4               8

       1    2                      1    2
    - ---*u3 *v1*v2*a33*b31*b32 - ---*u3 *v1*v3*a33*b31*b33
       4                           4

       1    2   2        2    1    2                      1    2   2        2
    - ---*u3 *v2 *a33*b32  - ---*u3 *v2*v3*a33*b32*b33 - ---*u3 *v3 *a33*b33
       8                      4                           8

                                    1
  = a product of the elements of: {---,
                                    8

   u3,

   2*u2*a23 + u3*a33 + v1*b31 + v2*b32 + v3*b33,

       2    2       2    2                       2       2      2
   4*u1 *a23  + 4*u2 *a23  - 2*u2*u3*a23*a33 + u3 *(4*a23  - a33 )

    - u3*v1*a33*b31 - u3*v2*a33*b32 - u3*v3*a33*b33}

{HAM,FI} = 0



     2   2    2        3                2                   2
FI=u2 *u3 *a23  + u2*u3 *a23*a33 + u2*u3 *v1*a23*b31 + u2*u3 *v2*a23*b32

           2               1    4    2    1    3               1    3
    + u2*u3 *v3*a23*b33 + ---*u3 *a33  + ---*u3 *v1*a33*b31 + ---*u3 *v2*a33*b32
                           4              2                    2

       1    3               1    2   2    2    1    2
    + ---*u3 *v3*a33*b33 + ---*u3 *v1 *b31  + ---*u3 *v1*v2*b31*b32
       2                    4                  2

       1    2                  1    2   2    2    1    2
    + ---*u3 *v1*v3*b31*b33 + ---*u3 *v2 *b32  + ---*u3 *v2*v3*b32*b33
       2                       4                  2

       1    2   2    2
    + ---*u3 *v3 *b33
       4

                                    1
  = a product of the elements of: {---,
                                    4

   u3,

   u3,

   2*u2*a23 + u3*a33 + v1*b31 + v2*b32 + v3*b33,

   2*u2*a23 + u3*a33 + v1*b31 + v2*b32 + v3*b33}

{HAM,FI} = 0



           2               2               2        1    2   2
FI=u2*u3*v1 *a23 + u2*u3*v2 *a23 + u2*u3*v3 *a23 + ---*u3 *v1 *a33
                                                    2

       1    2   2        1    2   2        1       3        1       2
    + ---*u3 *v2 *a33 + ---*u3 *v3 *a33 + ---*u3*v1 *b31 + ---*u3*v1 *v2*b32
       2                 2                 2                2

       1       2           1          2        1          2        1       3
    + ---*u3*v1 *v3*b33 + ---*u3*v1*v2 *b31 + ---*u3*v1*v3 *b31 + ---*u3*v2 *b32
       2                   2                   2                   2

       1       2           1          2        1       3
    + ---*u3*v2 *v3*b33 + ---*u3*v2*v3 *b32 + ---*u3*v3 *b33
       2                   2                   2

                                    1
  = a product of the elements of: {---,
                                    2

     2     2     2
   v1  + v2  + v3 ,

   u3,

   2*u2*a23 + u3*a33 + v1*b31 + v2*b32 + v3*b33}

{HAM,FI} = 0



FI=u2*u3*v1*v2*a23*b31*b32 + u2*u3*v1*v3*a23*b31*b33

              2      1         2    1         2
    + u2*u3*v2 *( - ---*a23*b31  + ---*a23*b32 ) + u2*u3*v2*v3*a23*b32*b33
                     2              2

              2      1         2    1         2     1    2
    + u2*u3*v3 *( - ---*a23*b31  + ---*a23*b33 ) + ---*u3 *v1*v2*a33*b31*b32
                     2              2               2

       1    2                       2   2      1         2    1         2
    + ---*u3 *v1*v3*a33*b31*b33 + u3 *v2 *( - ---*a33*b31  + ---*a33*b32 )
       2                                       4              4

       1    2                       2   2      1         2    1         2
    + ---*u3 *v2*v3*a33*b32*b33 + u3 *v3 *( - ---*a33*b31  + ---*a33*b33 )
       2                                       4              4

       1       2       2        1       2       2
    + ---*u3*v1 *v2*b31 *b32 + ---*u3*v1 *v3*b31 *b33
       2                        2

              2      1     3    3         2     3
    + u3*v1*v2 *( - ---*b31  + ---*b31*b32 ) + ---*u3*v1*v2*v3*b31*b32*b33
                     4          4               2

              2      1     3    3         2
    + u3*v1*v3 *( - ---*b31  + ---*b31*b33 )
                     4          4

           3      1     2        1     3
    + u3*v2 *( - ---*b31 *b32 + ---*b32 )
                  4              4

           2         1     2        3     2
    + u3*v2 *v3*( - ---*b31 *b33 + ---*b32 *b33)
                     4              4

              2      1     2        3         2
    + u3*v2*v3 *( - ---*b31 *b32 + ---*b32*b33 )
                     4              4

           3      1     2        1     3
    + u3*v3 *( - ---*b31 *b33 + ---*b33 )
                  4              4

                                       1
  = a product of the elements of: { - ---,
                                       4

   u3,

                                            2     2      2
    - 2*v1*v2*b31*b32 - 2*v1*v3*b31*b33 + v2 *(b31  - b32 ) - 2*v2*v3*b32*b33

        2     2      2
    + v3 *(b31  - b33 ),

   2*u2*a23 + u3*a33 + v1*b31 + v2*b32 + v3*b33}

{HAM,FI} = 0





And again in machine readable form:



HAM=2*u2*u3*a23 + u3**2*a33 + u3*v1*b31 + u3*v2*b32 + u3*v3*b33$

FI=u1**2*u2*u3*a23**3 + 1/2*u1**2*u3**2*a23**2*a33 + 1/2*u1**2*u3*v1*a23**2*b31 
+ 1/2*u1**2*u3*v2*a23**2*b32 + 1/2*u1**2*u3*v3*a23**2*b33 + u2**3*u3*a23**3 + 1/
2*u2**2*u3*v1*a23**2*b31 + 1/2*u2**2*u3*v2*a23**2*b32 + 1/2*u2**2*u3*v3*a23**2*
b33 + u2*u3**3*(a23**3 - 1/2*a23*a33**2) - 1/2*u2*u3**2*v1*a23*a33*b31 - 1/2*u2*
u3**2*v2*a23*a33*b32 - 1/2*u2*u3**2*v3*a23*a33*b33 + u3**4*(1/2*a23**2*a33 - 1/8
*a33**3) + u3**3*v1*(1/2*a23**2*b31 - 1/4*a33**2*b31) + u3**3*v2*(1/2*a23**2*b32
 - 1/4*a33**2*b32) + u3**3*v3*(1/2*a23**2*b33 - 1/4*a33**2*b33) - 1/8*u3**2*v1**
2*a33*b31**2 - 1/4*u3**2*v1*v2*a33*b31*b32 - 1/4*u3**2*v1*v3*a33*b31*b33 - 1/8*
u3**2*v2**2*a33*b32**2 - 1/4*u3**2*v2*v3*a33*b32*b33 - 1/8*u3**2*v3**2*a33*b33**
2$

FI=u2**2*u3**2*a23**2 + u2*u3**3*a23*a33 + u2*u3**2*v1*a23*b31 + u2*u3**2*v2*a23
*b32 + u2*u3**2*v3*a23*b33 + 1/4*u3**4*a33**2 + 1/2*u3**3*v1*a33*b31 + 1/2*u3**3
*v2*a33*b32 + 1/2*u3**3*v3*a33*b33 + 1/4*u3**2*v1**2*b31**2 + 1/2*u3**2*v1*v2*
b31*b32 + 1/2*u3**2*v1*v3*b31*b33 + 1/4*u3**2*v2**2*b32**2 + 1/2*u3**2*v2*v3*b32
*b33 + 1/4*u3**2*v3**2*b33**2$

FI=u2*u3*v1**2*a23 + u2*u3*v2**2*a23 + u2*u3*v3**2*a23 + 1/2*u3**2*v1**2*a33 + 1
/2*u3**2*v2**2*a33 + 1/2*u3**2*v3**2*a33 + 1/2*u3*v1**3*b31 + 1/2*u3*v1**2*v2*
b32 + 1/2*u3*v1**2*v3*b33 + 1/2*u3*v1*v2**2*b31 + 1/2*u3*v1*v3**2*b31 + 1/2*u3*
v2**3*b32 + 1/2*u3*v2**2*v3*b33 + 1/2*u3*v2*v3**2*b32 + 1/2*u3*v3**3*b33$

FI=u2*u3*v1*v2*a23*b31*b32 + u2*u3*v1*v3*a23*b31*b33 + u2*u3*v2**2*( - 1/2*a23*
b31**2 + 1/2*a23*b32**2) + u2*u3*v2*v3*a23*b32*b33 + u2*u3*v3**2*( - 1/2*a23*b31
**2 + 1/2*a23*b33**2) + 1/2*u3**2*v1*v2*a33*b31*b32 + 1/2*u3**2*v1*v3*a33*b31*
b33 + u3**2*v2**2*( - 1/4*a33*b31**2 + 1/4*a33*b32**2) + 1/2*u3**2*v2*v3*a33*b32
*b33 + u3**2*v3**2*( - 1/4*a33*b31**2 + 1/4*a33*b33**2) + 1/2*u3*v1**2*v2*b31**2
*b32 + 1/2*u3*v1**2*v3*b31**2*b33 + u3*v1*v2**2*( - 1/4*b31**3 + 3/4*b31*b32**2)
 + 3/2*u3*v1*v2*v3*b31*b32*b33 + u3*v1*v3**2*( - 1/4*b31**3 + 3/4*b31*b33**2) + 
u3*v2**3*( - 1/4*b31**2*b32 + 1/4*b32**3) + u3*v2**2*v3*( - 1/4*b31**2*b33 + 3/4
*b32**2*b33) + u3*v2*v3**2*( - 1/4*b31**2*b32 + 3/4*b32*b33**2) + u3*v3**3*( - 1
/4*b31**2*b33 + 1/4*b33**3)$