Имеем задачу Коши для уравнения вида где а11=1, а12=-2, а22=4. Поскольку (а12)2-а11·а22=(-2)2-1·4=0, то данное уравнение является уравнением параболического типа. Приведем его к каноническому
виду.
Составим характеристическое уравнение
Получим
Общий интеграл уравнения характеристик: x+2t=C. Для приведения исходного уравнения к каноническому виду введем новые переменные: Дифференцируем:
Преобразуем производные к новым переменным, используя формулу вычисления производной сложной функции:
Подставив их в исходное уравнение,
имеем:
После упрощения, приходим к каноническому виду уравнения:
Интегрируя полученное уравнение по переменной ɳ, имеем:
Интегрируя второй раз по переменной ɳ, получим:
Возвращаясь к старым переменным, находим общее решение:
где f и g - произвольные функции указанных аргументов.
Продифференцируем найденную функцию по переменной t:
Удовлетворяя начальным условиям имеем:
Продифференцируем первое уравнение системы по x. Объединим полученное уравнение со вторым уравнением системы, которое разделим на 2, получим:
Отсюда находим: Тогда Подставив f'(x) во второе уравнение системы, имеем:
Из условия при х=0 находим: Таким образом,
Подставим найденные функции f(x) и g(x) в общее решение (1);
Итак, искомое решение
задачи Коши:
Консультировал: асяня (Профессионал)
Дата отправки: 09.12.2012, 01:55
5
нет комментария ----- Дата оценки: 09.12.2012, 17:03
Здравствуйте, lightcyber! Вторая задача. Нам надо решить д.у. вида , удовлетворяющее начальному условию и граничным (краевым) условиям 2-го рода . Решение может быть представлено как сумма бесконечного ряда , где , .
В нашем случае . Вычислим : . Вычислим : . Интгерал когда 3x=nx, т.е. при n=3, тогда вычислим и тогда . Окончательное решение будем искать в виде , т.к. все , то
Третья задача. Надо решить волновое уравнение, т.е. надо решить д.у. вида , удовлетворяющее начальным условиям и граничным (краевым) условиям . Решение может быть представлено как сумма бесконечного ряда , где , , Наши исходные данные: . Тогда , т.к. , то
, вычисляя интеграл, получим , т.к. , тогда перепишем
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!