Solution 4 to problem over


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Expressions

The solution is given through the following expressions:

r50=0


r51=0


r52=0


r53=0


r54=0


r55=0


      1
     ---*b31*r556
      2
r56=--------------
         a23


r57=0


     b31*r556
r58=----------
       a23


r59=0


       1
      ---*b31*r556
       2
r510=--------------
          a23


r511=0


r512=0


r513=0


r514=0


       1
      ---*b31*r565
       2
r515=--------------
          a23


r516=0


       1
      ---*b31*r565
       2
r517=--------------
          a23


r518=0


r519=0


       1
      ---*b31*r570
       2
r520=--------------
          a23


r521=0


r522=0


r523=0


r524=0


r525=0


r526=0


r527=0


r528=0


r529=0


       1     2
      ---*b31 *r5103
       4
r530=----------------
              2
           a23


r531=0


       1     2
      ---*b31 *r5103
       4
r532=----------------
              2
           a23


r533=0


r534=0


       1     2    2          1      4
      ---*a23 *b31 *r5106 - ----*b31 *r5110
       4                     16
r535=---------------------------------------
                         4
                      a23


r536=0


r537=0


r538=0


r539=0


r540=0


r541=0


r542=0


r543=0


r544=0


r545=0


r546=0


r547=0


r548=0


r549=0


r550=0


       1     2
      ---*b31 *r5110
       4
r551=----------------
              2
           a23


r552=0


r553=0


r554=0


r555=0


r557=0


r558=2*r556


r559=0


r560=r556


r561=0


r562=0


r563=0


r564=0


r566=0


r567=r565


r568=0


r569=0


r571=0


r572=0


r573=0


r574=0


      b31*r5103
r575=-----------
         a23


r576=0


      b31*r5103
r577=-----------
         a23


r578=0


r579=0


         2              1     3
      a23 *b31*r5106 - ---*b31 *r5110
                        4
r580=---------------------------------
                      3
                   a23


r581=0


r582=0


r583=0


r584=0


r585=0


r586=0


r587=0


r588=0


      b31*r5110
r589=-----------
         a23


r590=0


r591=0


r592=0


r593=0


r594=0


r595=0


r596=0


r597=0


r598=0


r599=0


r5100=0


r5101=r5103


r5102=0


r5104=0


r5105=0


r5107=0


r5108=0


r5109=0


r5111=0


r5112=0


r5113=0


r5114=0


r5115=0


r5116=0


r5117=0


r5118=0


       b31*r5110
r5119=-----------
          a23


r5120=0


r5121=0


r5122=0


r5123=0


r5124=r5110


r5125=0


r5126=0


r5127=0


r5128=0


r5129=0


r5130=0


r5131=0


r5132=0


r5133=0


r5134=0


r5135=0


r5136=0


r5137=0


r5138=0


r5139=0


r5140=0


r5141=0


r5142=0


r5143=0


r5144=0


r5145=0


r5146=0


r5147=0


r5148=0


r5149=0


r5150=0


r5151=0


r5152=0


r5153=0


r5154=0


r5155=0


r5156=0


r5157=0


r5158=0


r5159=0


r5160=0


r5161=0


r5162=0


r5163=0


r5164=0


r5165=0


r5166=0


r5167=0


r5168=0


r5169=0


r5170=0


r5171=0


r5172=0


r5173=0


r5174=0


r5175=0


r5176=0


r5177=0


r5178=0


r5179=0


r5180=0


r5181=0


r5182=0


r5183=0


r5184=0


r5185=0


r5186=0


r5187=0


r5188=0


r5189=0


r5190=0


r5191=0


r5192=0


r5193=0


r5194=0


r5195=0


r5196=0


r5197=0


r5198=0


r5199=0


r5200=0


r5201=0


r5202=0


r5203=0


r5204=0


r5205=0


r5206=0


r5207=0


r5208=0


r5209=0


r5210=0


        1     2
       ---*b31 *r5110
        4
r5211=----------------
               2
            a23


r5212=0


r5213=0


r5214=0


r5215=0


r5216=0


r5217=0


r5218=0


r5219=0


r5220=0


r5221=0


r5222=0


r5223=0


       b31*r5110
r5224=-----------
          a23


r5225=0


r5226=0


r5227=0


r5228=0


r5229=r5110


r5230=0


r5231=0


r5232=0


r5233=0


r5234=0


r5235=0


r5236=0


r5237=0


r5238=0


r5239=0


r5240=0


r5241=0


r5242=0


r5243=0


r5244=0


r5245=0


r5246=0


r5247=0


r5248=0


r5249=0


r5250=0


r5251=0


c22=0


b33=0


b32=0


a33=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:
 r556, r565, r570, r5103, r5106, r5110, b31, c11, 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.
 
{r5110,a23,c11}


Relevance for the application:

The system of equations related to the Hamiltonian HAM:

                                2
HAM=2*u2*u3*a23 + u3*v1*b31 + v1 *c11

has apart from the Hamiltonian and Casimirs the following 6 first integrals: 

        2   2   2    4        2      2       3           2   2   2    2    2
FI=16*u1 *u2 *u3 *a23  + 16*u1 *u2*u3 *v1*a23 *b31 + 4*u1 *u3 *v1 *a23 *b31

           4   2    4        3   2       3            2   4    4
    + 16*u2 *u3 *a23  + 16*u2 *u3 *v1*a23 *b31 + 16*u2 *u3 *a23

              4       3              2   3        3       4   2    2    2
    + 16*u2*u3 *v1*a23 *b31 - 4*u2*u3 *v1 *a23*b31  + 4*u3 *v1 *a23 *b31

        2   4    4
    - u3 *v1 *b31

  = a product of the elements of: {u3,

   u3,

   2*u2*a23 + v1*b31,

   2*u2*a23 + v1*b31,

       2    2       2    2       2    2     2    2
   4*u1 *a23  + 4*u2 *a23  + 4*u3 *a23  - v1 *b31 }

{HAM,FI} = 0



       2   2   2    2          2   3             2   4    2
FI=4*u2 *u3 *v1 *a23  + 4*u2*u3 *v1 *a23*b31 + u3 *v1 *b31

  = a product of the elements of: {v1,

   v1,

   u3,

   u3,

   2*u2*a23 + v1*b31,

   2*u2*a23 + v1*b31}

{HAM,FI} = 0



       2   2   2    2       2   2   2    2          2      2
FI=4*u2 *u3 *v2 *a23  + 4*u2 *u3 *v3 *a23  + 4*u2*u3 *v1*v2 *a23*b31

             2      2             2   2   2    2     2   2   2    2
    + 4*u2*u3 *v1*v3 *a23*b31 + u3 *v1 *v2 *b31  + u3 *v1 *v3 *b31

  = a product of the elements of: {u3,

   u3,

   2*u2*a23 + v1*b31,

   2*u2*a23 + v1*b31,

     2     2
   v2  + v3 }

{HAM,FI} = 0



             4            5
FI=2*u2*u3*v1 *a23 + u3*v1 *b31

  = a product of the elements of: {v1,

   v1,

   v1,

   v1,

   u3,

   2*u2*a23 + v1*b31}

{HAM,FI} = 0



             2   2                 2   2            3   2            3   2
FI=2*u2*u3*v1 *v2 *a23 + 2*u2*u3*v1 *v3 *a23 + u3*v1 *v2 *b31 + u3*v1 *v3 *b31

  = a product of the elements of: {v1,

   v1,

     2     2
   v2  + v3 ,

   u3,

   2*u2*a23 + v1*b31}

{HAM,FI} = 0



             4                 2   2                 4               4
FI=2*u2*u3*v2 *a23 + 4*u2*u3*v2 *v3 *a23 + 2*u2*u3*v3 *a23 + u3*v1*v2 *b31

                2   2               4
    + 2*u3*v1*v2 *v3 *b31 + u3*v1*v3 *b31

                                     2     2
  = a product of the elements of: {v2  + v3 ,

     2     2
   v2  + v3 ,

   u3,

   2*u2*a23 + v1*b31}

{HAM,FI} = 0





And again in machine readable form:



HAM=2*u2*u3*a23 + u3*v1*b31 + v1**2*c11$

FI=16*u1**2*u2**2*u3**2*a23**4 + 16*u1**2*u2*u3**2*v1*a23**3*b31 + 4*u1**2*u3**2
*v1**2*a23**2*b31**2 + 16*u2**4*u3**2*a23**4 + 16*u2**3*u3**2*v1*a23**3*b31 + 16
*u2**2*u3**4*a23**4 + 16*u2*u3**4*v1*a23**3*b31 - 4*u2*u3**2*v1**3*a23*b31**3 + 
4*u3**4*v1**2*a23**2*b31**2 - u3**2*v1**4*b31**4$

FI=4*u2**2*u3**2*v1**2*a23**2 + 4*u2*u3**2*v1**3*a23*b31 + u3**2*v1**4*b31**2$

FI=4*u2**2*u3**2*v2**2*a23**2 + 4*u2**2*u3**2*v3**2*a23**2 + 4*u2*u3**2*v1*v2**2
*a23*b31 + 4*u2*u3**2*v1*v3**2*a23*b31 + u3**2*v1**2*v2**2*b31**2 + u3**2*v1**2*
v3**2*b31**2$

FI=2*u2*u3*v1**4*a23 + u3*v1**5*b31$

FI=2*u2*u3*v1**2*v2**2*a23 + 2*u2*u3*v1**2*v3**2*a23 + u3*v1**3*v2**2*b31 + u3*
v1**3*v3**2*b31$

FI=2*u2*u3*v2**4*a23 + 4*u2*u3*v2**2*v3**2*a23 + 2*u2*u3*v3**4*a23 + u3*v1*v2**4
*b31 + 2*u3*v1*v2**2*v3**2*b31 + u3*v1*v3**4*b31$