關(guān)于求解偏微分方程的方法有哪些,求解偏微分方程這個(gè)問題很多朋友還不知道,今天小六來為大家解答以上的問題,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
1、這是典型的熱傳導(dǎo)方程,可以用經(jīng)典的分離變量法來求解:令u(x,t)=f(x)g(t),那么代入原方程得到:fg`=f``g不妨記f``/f=g`/g=-λ,得到兩個(gè)微分方程:f``+λf=0g`+λg=0并注意邊界條件:u(0,t)=f(0)g(t)=0,即f(0)=0u`(1,t)=f`(1)g(t)=0,即f`(1)=0………………注意若g(t)等于0則有平凡解u=0,舍去;將此兩個(gè)條件代入f的方程就能解出一個(gè)f的特解:特征方程r2+λ=0當(dāng)λ小于或等于0時(shí),f的非零解(兩個(gè)指數(shù)函數(shù)的和)無法滿足邊界條件;當(dāng)λ大于0時(shí),f的形式為兩個(gè)三角函數(shù),代入邊界條件分析λ應(yīng)滿足cos√λ=0,所以λ=(2n-1)2π2/4(對應(yīng)每個(gè)正整數(shù)n,共有無窮多個(gè)),每個(gè)λ又對應(yīng)一個(gè)解,所以最后關(guān)于x的通解是n個(gè)解的和;在沒有其它關(guān)于g的條件時(shí)方程的通解就是這個(gè)特解乘以關(guān)于t的任意函數(shù)。
2、題目的后兩問就是添加關(guān)于t的邊界條件從而解出g的方法(特別注意要把λ代入g的方程),解法就是經(jīng)典的一階微分方程的解法,留給題主自行解決。
3、最后再把關(guān)于x和t的解乘起來就OK了!網(wǎng)頁書寫比較麻煩,請參考《數(shù)理方程》中有關(guān)分離變量法的部分。
本文分享完畢,希望對大家有所幫助。
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