Solution 9 to problem e3null


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Expressions

The solution is given through the following expressions:

a22=3*a33


b22=0


b31=0


b32=0


c12=0


c13=0


c22=0


c23=0


         1      2
      - ----*b33
         12
c33=--------------
         a33


        1
     - ---*b33*n1
        3
m1=---------------
         a33


        1
     - ---*b33*n2
        3
m2=---------------
         a33


        1
     - ---*b33*n3
        2
m3=---------------
         a33


        1
     - ---*b33*n3*q1
        6
r6=------------------
             2
          a33


        1
     - ----*b33*n2*q1
        12
r5=-------------------
             2
          a33


        1
     - ----*b33*n1*q1
        12
r4=-------------------
             2
          a33


     1
    ---*n3*q1
     2
r3=-----------
       a33


     1
    ---*n2*q1
     2
r2=-----------
       a33


     1
    ---*n1*q1
     2
r1=-----------
       a33


q19=0


q18=0


      1
     ---*b33*q1
      3
q17=------------
        a33


q16=0


q15=0


      1      2
     ----*b33 *q1
      36
q14=--------------
            2
         a33


q13=0


q12=0


q11=0


q10=0


     1      2
    ----*b33 *q1
     36
q9=--------------
           2
        a33


q8=0


q7=0


q5=0


q4=0


q3=q1


q2=0


         1
      - ---*b33*k20*n3
         6
p50=-------------------
              2
           a33


         1
      - ----*b33*k20*n2
         12
p49=--------------------
               2
            a33


         1
      - ----*b33*k20*n1
         12
p48=--------------------
               2
            a33


      1
     ---*k20*n3
      2
p47=------------
        a33


      1
     ---*k20*n2
      2
p46=------------
        a33


      1
     ---*k20*n1
      2
p45=------------
        a33


         1
      - ---*b33*k20*n3
         6
p44=-------------------
              2
           a33


p43=0


p42=0


p41=0


p40=0


         1
      - ---*b33*k20*n3
         6
p39=-------------------
              2
           a33


         1
      - ---*k20*n1
         2
p38=---------------
          a33


p37=0


p36=0


p35=0


p34=0


p33=0


p32=0


p31=0


         1
      - ----*b33*k20*n2
         12
p30=--------------------
               2
            a33


         1
      - ----*b33*k20*n1
         12
p29=--------------------
               2
            a33


      1
     ---*k20*n3
      2
p28=------------
        a33


      1
     ---*k20*n2
      2
p27=------------
        a33


      1
     ---*k20*n1
      2
p26=------------
        a33


         1
      - ----*b33*k20*n2
         12
p25=--------------------
               2
            a33


p24=0


         1
      - ---*k20*n1
         2
p23=---------------
          a33


p22=0


p21=0


p20=0


p19=0


p18=0


p17=0


         1
      - ----*b33*k20*n1
         12
p16=--------------------
               2
            a33


      1
     ---*k20*n3
      2
p15=------------
        a33


      1
     ---*k20*n2
      2
p14=------------
        a33


p13=0


p12=0


p11=0


p10=0


p9=0


p8=0


p7=0


p6=0


p5=0


p4=0


p3=0


p2=0


p1=0


k104=0


k103=0


       1
      ---*b33*k20
       3
k102=-------------
          a33


k101=0


k100=0


      1      2
     ----*b33 *k20
      36
k99=---------------
            2
         a33


k98=0


k97=0


k96=0


k95=0


      1      2
     ----*b33 *k20
      36
k94=---------------
            2
         a33


k93=0


k92=0


k91=k20


k90=0


k89=0


k88=k20


k87=0


k86=k20


k85=0


k84=0


      1
     ---*b33*k20
      3
k83=-------------
         a33


k82=0


k81=0


k80=0


k79=0


k78=0


k77=0


k76=2*k20


k75=0


k74=0


k73=0


k72=0


k71=0


      1
     ---*b33*k20
      3
k70=-------------
         a33


k69=0


k68=0


k67=0


k66=0


k65=0


k64=0


k63=0


k62=0


k61=0


k60=0


k59=0


k58=0


k57=0


k56=0


      1      2
     ----*b33 *k20
      36
k55=---------------
            2
         a33


k54=0


k53=0


k52=0


k51=0


      1      2
     ----*b33 *k20
      18
k50=---------------
            2
         a33


k49=0


k48=0


k47=0


k46=0


k45=0


k44=2*k20


k43=0


k42=k20


k41=0


k40=0


k39=0


k38=0


k37=0


k36=0


k35=0


k34=0


k33=0


k32=0


k31=0


k30=0


k29=0


k28=0


k27=0


k26=0


      1      2
     ----*b33 *k20
      36
k25=---------------
            2
         a33


k24=0


k23=0


k21=0


k19=0


k18=0


k17=0


k16=0


k14=0


k13=0


k12=0


k11=0


k10=0


k9=0


k8=0


k7=0


k6=0


k5=0


k4=0


k3=0


k2=0


k1=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:
 q1,k20,b33,n1,n3,n2,a33

Relevance for the application:

The following expression INT is a first

integral for the Hamiltonian HAM:

           2   2         2   2         2   2
HAM=(36*a33 *u1  + 36*a33 *u2  + 12*a33 *u3  + 12*a33*b33*u3*v3 + 12*a33*n1*u1

                                         2   2
      + 12*a33*n2*u2 + 12*a33*n3*u3 - b33 *v3  - 4*b33*n1*v1 - 4*b33*n2*v2

      - 6*b33*n3*v3)/(12*a33)

           2       2   2         2       2   2         2       2   2
INT=(36*a33 *k20*u1 *v2  + 36*a33 *k20*u1 *v3  + 36*a33 *k20*u2 *v1

              2       2   2         2       2   2         2
      + 72*a33 *k20*u2 *v2  + 36*a33 *k20*u2 *v3  + 72*a33 *k20*u2*u3*v2*v3

              2       2   2         2      2         2      2
      + 36*a33 *k20*u3 *v3  + 36*a33 *q1*u1  + 36*a33 *q1*u2

                            2                          2
      + 12*a33*b33*k20*u3*v1 *v3 + 12*a33*b33*k20*u3*v2 *v3

                            3                                            2
      + 12*a33*b33*k20*u3*v3  + 12*a33*b33*q1*u3*v3 + 18*a33*k20*n1*u1*v2

                           2
      + 18*a33*k20*n1*u1*v3  - 18*a33*k20*n1*u2*v1*v2 - 18*a33*k20*n1*u3*v1*v3

                           2                      2                      2
      + 18*a33*k20*n2*u2*v1  + 18*a33*k20*n2*u2*v2  + 18*a33*k20*n2*u2*v3

                           2                      2                      2
      + 18*a33*k20*n3*u3*v1  + 18*a33*k20*n3*u3*v2  + 18*a33*k20*n3*u3*v3

                                                                 2       4
      + 18*a33*n1*q1*u1 + 18*a33*n2*q1*u2 + 18*a33*n3*q1*u3 + b33 *k20*v1

             2       2   2      2       2   2      2       4      2       2   2
      + 2*b33 *k20*v1 *v2  + b33 *k20*v1 *v3  + b33 *k20*v2  + b33 *k20*v2 *v3

           2      2      2      2                  3                     2
      + b33 *q1*v1  + b33 *q1*v2  - 3*b33*k20*n1*v1  - 3*b33*k20*n1*v1*v2

                          2                  2                     3
      - 3*b33*k20*n1*v1*v3  - 3*b33*k20*n2*v1 *v2 - 3*b33*k20*n2*v2

                          2                  2                     2
      - 3*b33*k20*n2*v2*v3  - 6*b33*k20*n3*v1 *v3 - 6*b33*k20*n3*v2 *v3

                       3
      - 6*b33*k20*n3*v3  - 3*b33*n1*q1*v1 - 3*b33*n2*q1*v2 - 6*b33*n3*q1*v3)/(36

           2
       *a33 )



And again in machine readable form:



HAM=(36*a33**2*u1**2 + 36*a33**2*u2**2 + 12*a33**2*u3**2 + 12*a33*b33*u3*v3 + 12
*a33*n1*u1 + 12*a33*n2*u2 + 12*a33*n3*u3 - b33**2*v3**2 - 4*b33*n1*v1 - 4*b33*n2
*v2 - 6*b33*n3*v3)/(12*a33)$

INT=(36*a33**2*k20*u1**2*v2**2 + 36*a33**2*k20*u1**2*v3**2 + 36*a33**2*k20*u2**2
*v1**2 + 72*a33**2*k20*u2**2*v2**2 + 36*a33**2*k20*u2**2*v3**2 + 72*a33**2*k20*
u2*u3*v2*v3 + 36*a33**2*k20*u3**2*v3**2 + 36*a33**2*q1*u1**2 + 36*a33**2*q1*u2**
2 + 12*a33*b33*k20*u3*v1**2*v3 + 12*a33*b33*k20*u3*v2**2*v3 + 12*a33*b33*k20*u3*
v3**3 + 12*a33*b33*q1*u3*v3 + 18*a33*k20*n1*u1*v2**2 + 18*a33*k20*n1*u1*v3**2 - 
18*a33*k20*n1*u2*v1*v2 - 18*a33*k20*n1*u3*v1*v3 + 18*a33*k20*n2*u2*v1**2 + 18*
a33*k20*n2*u2*v2**2 + 18*a33*k20*n2*u2*v3**2 + 18*a33*k20*n3*u3*v1**2 + 18*a33*
k20*n3*u3*v2**2 + 18*a33*k20*n3*u3*v3**2 + 18*a33*n1*q1*u1 + 18*a33*n2*q1*u2 + 
18*a33*n3*q1*u3 + b33**2*k20*v1**4 + 2*b33**2*k20*v1**2*v2**2 + b33**2*k20*v1**2
*v3**2 + b33**2*k20*v2**4 + b33**2*k20*v2**2*v3**2 + b33**2*q1*v1**2 + b33**2*q1
*v2**2 - 3*b33*k20*n1*v1**3 - 3*b33*k20*n1*v1*v2**2 - 3*b33*k20*n1*v1*v3**2 - 3*
b33*k20*n2*v1**2*v2 - 3*b33*k20*n2*v2**3 - 3*b33*k20*n2*v2*v3**2 - 6*b33*k20*n3*
v1**2*v3 - 6*b33*k20*n3*v2**2*v3 - 6*b33*k20*n3*v3**3 - 3*b33*n1*q1*v1 - 3*b33*
n2*q1*v2 - 6*b33*n3*q1*v3)/(36*a33**2)$