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    apm
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    <journal-title>
     Advances in Pure Mathematics
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    2160-0368
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   <issn publication-format="print">
    2160-0384
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   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
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   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/apm.2025.152005
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    apm-140966
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     <subject>
      Articles
     </subject>
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      Physics 
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     <subject>
       Mathematics
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   <title-group>
    Conservation Laws and Particular Solutions for a Keller-Segel Model
   </title-group>
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    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
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      <surname>
       Luyun
      </surname>
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       Chen
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     </name>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Jie
      </surname>
      <given-names>
       Lou
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     </name>
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    <addr-line>
     aDepartment of Mathematics, Shanghai University, Shanghai, China
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     28
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     2025
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    15
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    02
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    118
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      30,
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      December
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      2024
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      25,
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      February
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      2025
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    This work focuses on a Keller-Segel chemotaxis model, with an emphasis on its conservation laws. Through a new approach combined with the multiplier method, called the mixed method, we obtain conservation vectors that are related and unrelated to symmetric information. In addition, some exact solutions with particular forms are obtained according to the method of conservation laws. These particular solutions are different from the group-invariant solutions.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Keller-Segel Model
    </kwd> 
    <kwd>
      Conservation Laws
    </kwd> 
    <kwd>
      Mixed Method
    </kwd> 
    <kwd>
      Exact Solutions
    </kwd>
   </kwd-group>
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  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Chemotaxis is the directional movement of a cell or population along a concentration gradient of a chemical signal. This is a widespread interaction mechanism; commonly seen in bacterial aggregation patterns, tumor-induced angiogenesis, population growth and competition and other biological processes. These biological phenomena can usually be explained by mathematical models composed of partial differential equations.</p>
   <p>Keller and Segel <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-1">
     [1]
    </xref> proposed the classical chemotaxis model: The reaction-diffusion-vection model can be expressed broadly as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  d 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  ζ 
                </mi> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  Ψ 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     w 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              ϵ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                w 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represent the density of the bacterial population and chemical concentration, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ζ 
     </mi> 
    </math> denotes the chemotactic coefficient, which measures the strength of the chemical signal. The bacterial diffusion coefficient is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the chemical diffusion coefficient is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represents chemotactic sensitivity, and its spatial derivative illustrates the deterministic feature of chemotactic movement advection of the biological population caused by the spatial gradient of the chemical signal <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-2">
     [2]
    </xref>. Furthermore, the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> accounts for the processes that occur during chemotactic movement, such as the nature of the chemoattractant sensed, produced, and degraded by a species.</p>
   <p>In particular, we consider the following class of chemotaxis models (2) in the Keller-Segel model, which can describe phenomena such as the chemotactic movement of motional aerobic bacteria towards oxygen <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-3">
     [3]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-4">
     [4]
    </xref> and the movement of endothelial cells towards vascular endothelial growth factor during the initial process of angiogenesis <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-5">
     [5]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-6">
     [6]
    </xref>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  d 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  ζ 
                </mi> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      log 
                    </mi> 
                    <mi>
                      w 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϵ 
     </mi> 
    </math> is set to 0, the chemotactic sensitivity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        log 
      </mi> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in the chemotactic flux 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mi>
        Ψ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is chosen according to the Weber-Fechner law, the interaction between chemical concentration and population density determines the growth proportion over density. The chemotactic behavior of cell consumption (or degradation) of chemical substances as they move along a concentration gradient is expressed in the linear consumption rate form <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-7">
     [7]
    </xref> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, where the constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> is the consumption rate. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is the chemotactic coefficient; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> means that the chemotactic is attractive, while 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> means that the chemotactic is repulsive <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-8">
     [8]
    </xref>. For example, when describing the chemotactic movement of exercise-aerobic bacteria towards oxygen, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represents the density of the bacteria and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represents the oxygen concentration. Parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       d 
     </mi> 
    </math> represents the parameter of bacterial diffusion coefficient; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ζ 
     </mi> 
    </math>, called the oxygen coefficient, is used to measure chemotactic intensity; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> is the rate of oxygen consumption. When describing the interaction between vascular endo-thelial cells and the signaling molecule vascular endothelial growth factor (VEGF) at the beginning of tumor angiogenesis, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represents the density of vascular endothelial cells and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represents the concentration of VEGF. Parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       d 
     </mi> 
    </math> represents the diffusion coefficient of vascular endothelial cells; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ζ 
     </mi> 
    </math> is called the chemotactic coefficient and is used to measure the chemotactic intensity, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> is the rate of degradation of chemical VEGF.</p>
   <p>To overcome the challenges of the logarithm sensitivity singularity, the system (2) can be converted to a hyperbolic parabolic system (3) by the Hopf-cofe <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-9">
     [9]
    </xref> transformation (4).</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              log 
            </mi> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(4)</p>
   <p>This type of model is based on a reinforced random walk framework, which is a hybrid model of PDE-ODE that has been extensively studied in the past. Its stability and volatility are concerned, we pay attention to this kind of model, in order to get inspiration about the chemotactic model in the study of conservation laws, and also understandably facilitate its popularization.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Lie Group Analysis of Equation (3)</title>
   <p>According to the Lie symmetry method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-10">
     [10]
    </xref>, Lie point symmetry generator of (3) is of the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(5)</p>
   <p>with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       τ 
     </mi> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ξ 
     </mi> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> satisfying the condition as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(6)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Moreover, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represents the second prolongation of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       X 
     </mi> 
    </math> defined as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are the total derivative operators. Equating the coefficients of all the partial derivatives of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in the left-hand side of the equation (6) to zero via symbolic computation, we derive</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtable columnalign="left"> 
       <mtr columnalign="left"> 
        <mtd columnalign="left"> 
         <mrow> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mo>
                ^ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are the real constants. Hence, the Lie algebra of (3) is spanned via the three Lie symmetry generators as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtable columnalign="left"> 
       <mtr columnalign="left"> 
        <mtd columnalign="left"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </mrow> 
    </math>(7)</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. A New Mixed Method</title>
   <p>In recent years, M. Ruggieri and M. P. Speciale <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-11">
     [11]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-12">
     [12]
    </xref> proposed a new approach, combining the Ibragimov method and the one by Anco and Bluman, called the mixed method. The mixed method combines the multiplier method with the Ibragimov Theorem, overcomes the prerequisite of the nonlinearly self-adjoint condition, and obtains the unique invariant condition based on the solution of the differential system. In this approach, when we consider a system of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> partial differential equations of order 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        … 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>(8)</p>
   <p>with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       m 
     </mi> 
    </math> dependent variables 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       n 
     </mi> 
    </math> independent variables 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; the vector field 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ψ 
     </mi> 
    </math> involved in the expression of the formal Lagrangian 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℒ 
     </mi> 
    </math> given by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℒ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mo>
         ∑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>(9)</p>
   <p>is an unknown arbitrary function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>, and possibly also of the partial derivatives of dependent variables up to a finite order.</p>
   <p>Lemma 1 If the operator</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(10)</p>
   <p>is admitted by the Euler-Lagrange equations</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ℒ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(11)</p>
   <p>and satisfies</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ℒ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ℒ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(12)</p>
   <p>then the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       n 
     </mi> 
    </math> components</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> are the components of an additional arbitrary vector field 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> with zero divergence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msup> 
        <mi>
          ℒ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              ℒ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                ℒ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                ℒ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              ℒ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                ℒ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              ℒ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(13)</p>
   <p>with</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         W 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(14)</p>
   <p>being the fluxes of the conservation law</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(15)</p>
   <p>Any vector field T satisfying (15) is called a conserved vector for the Euler-Lagrange equations (11) and the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       α 
     </mi> 
    </math>-tuple 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         W 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is also the so-called characteristic of the conservation law. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       □ 
     </mo> 
    </math></p>
   <p>Lemma 2 (mixed, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-11">
     [11]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-12">
     [12]
    </xref>) In combination with the multiplier method from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-13">
     [13]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-15">
     [15]
    </xref>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          ℒ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(16)</p>
   <p>one can overcome the prerequisite of nonlinear self-adjoint condition, and then obtain the unique condition (17) based on the solutions of differential system (8), which is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               H 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(17)</p>
   <p>which is equivalent to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> are the component of the new conserved vector. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       □ 
     </mo> 
    </math></p>
   <p>The system (3) is left invariant by the Lie point symmetries from (7). The linear combination of all operators, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> constants), leads to write</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and yields</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(18)</p>
   <p>Whereupon, by using the expression (13) we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(19)</p>
   <p>where we have assumed 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The conditional formula (17) represents a differential system of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ψ 
     </mi> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>, and their derivatives with respect to all variables, including independent and dependent ones. Zeroing the coefficient of all derivatives 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>, we obtain differential constraints on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. By solving this set of differential conditions, we can get the explicit expressions of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ψ 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>; and further obtain the components of the conserved vector. At the beginning, from the coefficients of the terms 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> it follows that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. That is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> can be updated by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in subsequent calculations. By setting the coefficients of the derivatives of all field variables at zero in constraint (17), we get complex differential constraints. At the same time, do not ignore the fact that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> is a vector field with zero divergence, that is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. By solving the differential conditions for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we get their explicit results as follows:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(20)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are constants and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> are arbitrary functions of their respective variables.</p>
   <p>From 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, it is possible to derive conserved quantities that do not contain symmetric information. After removing the trivial terms, we get 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Whereupon, by splitting with respect to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we obtain simultaneous separation of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> components:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
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        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <msub> 
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         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <msub> 
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         </mi> 
         <mi>
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         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
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          t 
        </mi> 
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          k 
        </mi> 
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          </mrow> 
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          </mo> 
         </mrow> 
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         </mi> 
        </msub> 
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          + 
        </mo> 
        <mi>
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        </mi> 
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        </mi> 
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          <mi>
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          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
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        </mi> 
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        </msub> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
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           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
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          − 
        </mo> 
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        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
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           T 
         </mi> 
         <mn>
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         <mi>
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         </mi> 
        </msubsup> 
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        </mo> 
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          </mrow> 
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         </mrow> 
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        </msub> 
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         <mrow> 
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            x 
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          <mi>
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         </mrow> 
        </msub> 
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          ; 
        </mo> 
       </mtd> 
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      <mtr> 
       <mtd> 
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           T 
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        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
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          − 
        </mo> 
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         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
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           T 
         </mi> 
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         <mi>
           x 
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        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
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        </msub> 
        <mo>
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        </mo> 
       </mtd> 
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           T 
         </mi> 
         <mn>
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           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
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        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <msub> 
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           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
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           T 
         </mi> 
         <mn>
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         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
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           <mi>
             u 
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          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
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          + 
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           T 
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         <mi>
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          = 
        </mo> 
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          − 
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        <mo>
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        </mo> 
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        </mtext> 
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           T 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
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          = 
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            ( 
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           </mi> 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           x 
         </mi> 
        </msub> 
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          + 
        </mo> 
        <mi>
          d 
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         <mi>
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            x 
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            x 
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         </mrow> 
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          ; 
        </mo> 
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       <mtd> 
        <msubsup> 
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           T 
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           t 
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        </msubsup> 
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          = 
        </mo> 
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          − 
        </mo> 
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           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
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           T 
         </mi> 
         <mn>
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           x 
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        </msubsup> 
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          = 
        </mo> 
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           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(21)</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-"></xref>In addition, it is observed that this component is a new conserved quantity and contains two conserved vectors: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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           T 
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         <mn>
           6 
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           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
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          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           6 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           9 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           9 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in the results (21). And with respect to arbitrary function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            10 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            10 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(22)</p>
   <p>In particular, when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          ≠ 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> respectively, we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(23)</p>
   <p>As a conclusion, conserved vectors are obtained by the mixed method, including the zero divergence vector field 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       H 
     </mi> 
    </math>, the conserved vector components (21), and the components(22) of the related free function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. The total number of conserved vectors in space remains the same. That is, the total amount of conserved vectors 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        10 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> remains constant in the system’s internal and external interactions. For example, the zero divergence of the conserved vectors 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> reveals the separation of the variables 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       u 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       v 
     </mi> 
    </math> in time and space differentiation. Moreover, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            10 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            10 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> show a conserved form with higher degrees of freedom.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Particular Solutions from Conservation Laws</title>
   <p>In this section, we apply the method of conservation laws <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-16">
     [16]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-18">
     [18]
    </xref> to the system (3) and obtain its exact solution with special forms. Let us outline the method of conservation laws. We consider a system of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> kth order differential equations (8), with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       m 
     </mi> 
    </math> dependent variables 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       n 
     </mi> 
    </math> independent variables 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. We assume that the system (8) has a conservation law of the form (24), which satisfies all solutions of the system (8).</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           8 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(24)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the total derivative in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and the summation in the repeated index 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       i 
     </mi> 
    </math>. The vector 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       T 
     </mi> 
    </math> with the components 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> satisfying the Equation (24) is called a conserved vector for the system (8), where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The essence of the method of conservation laws is that one looks for particular solutions by adding to the system (8) the following differential constraints <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-16">
     [16]
    </xref>:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
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              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
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               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
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              ⋯ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
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          , 
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       <mtd> 
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           D 
         </mi> 
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           2 
         </mn> 
        </msub> 
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             T 
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             2 
           </mn> 
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             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
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            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
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              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mo>
              ⋯ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
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        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          ⋮ 
        </mo> 
       </mtd> 
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       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
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           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
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           <mi>
             T 
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           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
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              <mrow> 
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                 ( 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
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              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mo>
              ⋯ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(25)</p>
   <p>Or the equivalent form:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
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           T 
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          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
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             <mo>
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           </mrow> 
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            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
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          = 
        </mo> 
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           ( 
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             x 
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           </mn> 
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          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
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           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
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      <mtr> 
       <mtd> 
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         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               1 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
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          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
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       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          ⋮ 
        </mo> 
       </mtd> 
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      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
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               ) 
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          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(26)</p>
   <p>Case 1. Based on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we look for the solutions to the form 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Thereupon, we get to the following solution for system (3):</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(27)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is an arbitrary constant. When we return the solution to the original system (2), we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. And because of the Hopf-cofe transformation and the second equation of the original system (2), we have the following differential constraints:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(28)</p>
   <p>Thus we arrive at the following solution of the original system (2):</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            exp 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              ζ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msup> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            exp 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mfrac> 
              <msup> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mi>
            exp 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 G 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                exp 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
                <mi>
                  ζ 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(29)</p>
   <p>Case 2. For the conservation law expressed by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the corresponding differential constraint results in the following conditions: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then we get the solution for the original system (2) as shown below.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mn>
               5 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msup> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mn>
                4 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                5 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mi>
            exp 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <msqrt> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msub> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mn>
                   4 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                 <mn>
                   5 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 4 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mi>
            exp 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 4 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 5 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(30)</p>
   <p>Case 3. We will use the conservation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Accordingly, the solution of the original system (2) through differential conditions (28) is shown as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            ζ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            ζ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mn>
             7 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <msup> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msup> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            exp 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
                <mi>
                  ζ 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   z 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     z 
                   </mi> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </msub> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mn>
                    3 
                  </mn> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     s 
                   </mi> 
                   <mn>
                     7 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 6 
               </mn> 
              </mfrac> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <msup> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
               <mn>
                 6 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mi>
            exp 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mn>
                 7 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(31)</p>
   <p>Case 4. As for the conservation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the differential constraint (25) leads to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(32)</p>
   <p>Based on the Characteristic Line theory <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-19">
     [19]
    </xref> of differential equations, we can get the solution (33) and (34).</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
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         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
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                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
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              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
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              </mn> 
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                μ 
              </mi> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
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                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mn>
               5 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              exp 
            </mi> 
            <mrow> 
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               { 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
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                <msub> 
                 <mi mathvariant="script">
                   C 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mfrac> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mfrac> 
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                <msup> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mn>
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                 </mn> 
                </msup> 
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               <mrow> 
                <mn>
                  3 
                </mn> 
                <mi>
                  ζ 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               } 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  d 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 ζ 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(33)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn>
               5 
             </mn> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
              <msup> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
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               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <mo>
                   / 
                 </mo> 
                 <mn>
                   3 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </msup> 
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            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mn>
               5 
             </mn> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mn>
               6 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              exp 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               { 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi mathvariant="script">
                 C 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <msup> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mn>
                   3 
                 </mn> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  3 
                </mn> 
                <mi>
                  ζ 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               } 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  d 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 ζ 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(34)</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Group Invariant Solution</title>
   <p>For the linear combination of time transform 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and space transform 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, through the orbital branch of the traveling wave system, we can obtain analytical solutions of biological significance for the system (2). In this section, we calculate different results than <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-20">
     [20]
    </xref>. In this case, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, by solving the characteristic equations</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>we get 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         χ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         χ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        χ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, are group invariant solutions of the system (3) and also traveling-wave transformations of the general solutions. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are arbitrary constants, then we can have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(35)</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we only need to consider the dynamic behavior of system (3) when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       b 
     </mi> 
    </math> have opposite signs <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140966-20">
     [20]
    </xref>. Note that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. When 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, it is the critical parameter value of the system (3). We set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. In this case, the different sign of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       b 
     </mi> 
    </math> is equivalent to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Without loss of generality, suppose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The solution of the original system (2) based on comprehensive differential constraints (25) has the following conclusion:</p>
   <p>Case 1. When 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, that is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, as well as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then the system (2) has the following solution.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                ρ 
              </mi> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 { 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  exp 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    ρ 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      c 
                    </mi> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 } 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                ρ 
              </mi> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  exp 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    ρ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  exp 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    ρ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
               <mi>
                 ζ 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mi>
              exp 
            </mi> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  ρ 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  ρ 
                </mi> 
                <mi>
                  d 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  ζ 
                </mi> 
                <mi>
                  ρ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mi>
              exp 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    ρ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    d 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  ζ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(36)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. In particular, when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, the solution (36) has the following form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 { 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mtext>
                  exp 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mfrac> 
                   <mi>
                     c 
                   </mi> 
                   <mi>
                     d 
                   </mi> 
                  </mfrac> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      c 
                    </mi> 
                    <mi>
                      t 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 } 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  exp 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mfrac> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      c 
                    </mi> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       t 
                     </mi> 
                     <mn>
                       2 
                     </mn> 
                    </msup> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     d 
                   </mi> 
                  </mfrac> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mtext>
                  exp 
                </mtext> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mfrac> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      c 
                    </mi> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     d 
                   </mi> 
                  </mfrac> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
               <mi>
                 ζ 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mtext>
              exp 
            </mtext> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   d 
                 </mi> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
               <mi>
                 ζ 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(37)</p>
   <p>Case 2. When 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, that is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, as well as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then the system (2) has the following solution.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
               <mi>
                 ζ 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mi>
              exp 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  ζ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              exp 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  ζ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(38)</p>
   <p>Case 3. When 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, that is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, as well as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then the system (2) has the following solution. Denote that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>, then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mi>
              tan 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              ζ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            exp 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            cos 
          </mi> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mi>
               ζ 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               tan 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               tan 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mi>
               ζ 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            sec 
          </mi> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mi>
               ζ 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mi>
            exp 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mi>
                arctan 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  tan 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mfrac> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      γ 
                    </mi> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </mfrac> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                γ 
              </mi> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(39)</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>6. Conclusions</title>
   <p>This work aims at investigating the conservation laws of a classical kind of biological chemotaxis model. For this nonlinear partial differential system, we construct the conservation laws of the system by the mixed method, which combines multipliers and overcomes the self-adjoint premise. We get the conserved vectors, including the zero divergence vector field 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the conserved vector components (21), and the components (22) of the related free function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. The conservation law reveals the mathematical structure of the system and helps to analyze the properties of the solution of the equation.</p>
   <p>Further, the conservation law is applied to the solution of the equation in a specific form. Using four of the conservation laws obtained above, five particular solutions of the original Equation (2) are calculated: (29), (30), (31), (33), and (34). Through traveling wave transformation, solutions (36), (38), (39) are obtained. The morphology of group invariant solutions will change in different parameter ranges. In contrast, for the particular solution in the previous section, there is no limit to the range of parameters for a given particular solution form. In addition, during the discussion, the group invariant solution restricts the parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math> to the field of positive numbers, that is, the chemotactic parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ζ 
     </mi> 
    </math> to the negative field. It only describes the case of chemotactic repulsion and ignores the case of chemotactic attraction. In this regard, particular solutions can help us to discuss biological phenomena with different chemotactic directions; because it has no parameter range constraints. On the other hand, analytical solutions obtained from group-invariant solutions have higher derivatives, which are more helpful in the higher order differentiability of the solutions.</p>
   <p>In summary, this work uses a new mixed method to get conservation vectors that are related and unrelated to symmetric information from the only invariant condition. We explain the identity condition satisfied by the biological chemotaxis model through the conservation law, which is helpful to understand the structure of the chemotactic system.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Data Availability</title>
   <p>No data is available for the studies described in this article.</p>
  </sec><sec id="s8">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>This research did not receive any specific grant from funding agencies in the public, commercial, or not-for-profit sectors.</p>
  </sec>
 </body><back>
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