Условие задачи
Используя метод Фурье вычислить Ak и Bk − амплитуды собственных колебаний закрепленной струны (k=1-5).
Ответ
Для решения начально-краевой задачи (1) (3) применим метод Фурье разделения переменных. Будем искать нетривиальное решение задачи в виде произведения
u(x,t)=X(x)∙T(t).
Подставим предполагаемую форму решения в исходное уравнение (1)
X'' (x)∙T(t)=1/v2 X(x)∙T'' (t)
Разделим равенство на X(x)∙T(t)
X''(x)/X(x) =(T''(t))/(v2 T(t))=-=const,
т.к. левая часть равенства зависит только от t, а правая только от x.
В результате переменные разделяются, и получается два линейных обыкновенных дифференциальных уравнения
X''(x)+X(x)=0,
T''(t)+v2 T(t)=0,
Подставляя u(x,t) в виде X(x)∙T(t) в граничные условия (2), пол...