An integral of motion for the damped cubic-quintic Duffing oscillator with variable coefficients

Abstract

Resúmen En esta breve comunicación, se obtienen por primera vez en la literatura integrales de movimiento para los osciladores Duffing cúbico-quíntico amortiguados y amortiguados con coeficientes dependientes del tiempo en condiciones analíticas apropiadas. Las integrales de movimiento se obtienen mediante el teorema de Noether, y las condiciones para su existencia están directamente relacionadas con la conocida ecuación de Milne-Pinney, que está asociada a los sistemas de Ermakov-Lewis. Realizamos aquí algunas simulaciones numéricas para ilustrar la validez de nuestros resultados analíticos.

Abstract In this short communication, integrals of motion for the undamped and damped cubic-quintic Duffing oscillators with time-dependent coefficients are obtained for the first time in the literature under appropriate analytical conditions. The integrals of motion are obtained using Noether’s theorem, and the conditions for their existence are directly related to the well-known Milne–Pinney equation, which is associated to the Ermakov–Lewis systems. We perform here some numerical simulations to illustrate the validity of our analytical results.