1. Главная
  2. Библиотека
  3. Высшая математика
  4. Найти решение задачи Коши для не однородного волнового...
Разбор задачи

Найти решение задачи Коши для не однородного волнового уравнения: \[ {array}{l} {t t}= {1}{9} u{x x}, -

  • Предмет: Высшая математика
  • Автор: Кэмп
  • #Дифференциальные уравнения
  • #Уравнения математической физики
Найти решение задачи Коши для не однородного волнового уравнения: \[ {array}{l} {t t}= {1}{9} u{x x}, -

Условие:

Найти решение задачи Коши для не однородного волнового уравнения: $

νtt=19uxx,<x<+u(x,0)=0,ut(x,0)=(x1)(x5)θ(x1)θ(5x)\begin{array}{l}\nu_{t t}=\frac{1}{9} u_{x x}, \quad-\infty<x<+\infty \\u(x, 0)=0, \quad u_{t}(x, 0)=(x-1)(x-5) \theta(x-1) \theta(5-x) \end{array}

$ и построить решение в различные моменты времени: t0t_{0} - начальным момент времени, t1t_{1} - момент времни когда волны накладываются на половину, t2t_{2} - момент времени когда волны не накладываются друг на друга.

Решение:

Мы хотим найти явное решение задачи Коши для уравнения

  u₍ₜₜ₎ = (1/9)·u₍ₓₓ₎,  для всех x ∈ ℝ, t ≥ 0,

с начальными условиями

  u(x,0) = 0,  uₜ(x,0) = (x – 1)(x – 5)·θ(x – 1)·θ(5 – x).

Здесь функция θ – это функция Хевисайда (то есть θ(y) = 0, если y < 0, и θ(y) = 1, если y ≥ 0). Таким образом, функция uₜ(x,0) отлична от нуля только для x ∈ [1, 5] (при x = 1 или x = 5 включительно).

Решать будем с помощью формулы Д’Аламбера для одномерного волнового уравнения на всей прямой.

──────────────────────────────
...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какова роль функции Хевисайда $\theta(x)$ в определении начального условия $u_t(x, 0)$ в данной задаче Коши?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Выбери предмет