Логотип Автор24реферат
Заказать работу
%
уникальность
не проверялась
Решение задач на тему:

Решить волновое уравнение с нулевыми граничными условиями методом разделения переменных Фурье

уникальность
не проверялась
Аа
2941 символов
Категория
Электроника, электротехника, радиотехника
Решение задач
Решить волновое уравнение с нулевыми граничными условиями методом разделения переменных Фурье .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Решить волновое уравнение с нулевыми граничными условиями методом разделения переменных Фурье ∂2u∂t2=a2∂2u∂x2 с граничными условиями u0,t=0;ul,t=0 и начальными условиями ux,0=fx=L-xx, ∂ux,0∂t=ϕx. L ϕx 2 3 2 2

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Потяни, чтобы посмотреть
Имеем следующую задачу:
∂2u∂t2=9∂2u∂x2,0<x<2,t>0
u0,t=0;u2,t=0
ux,0=fx=2-xx, ∂ux,0∂t=2
Согласно методу Фурье решение уравнения будем искать в виде произведения двух функций:
u=ux,t=X(x)T(t)
При этом функция X(x) зависит только от x, а T(t) – только от t.
Подставляем в уравнение:
XxT''t=9X''(x)T(t)
Разделяем переменные:
T''(t)9Tt=X''(x)Xx
Имеем тождественное равенство двух функций, зависящих от разных переменных. Значит, каждая из этих функций есть константа (обозначим λ):
T''(t)9Tt=X''(x)Xx=λ
Данное соотношение равносильно системе уравнений:
X''x-λXx=0T''t-9λTt=0
Граничные условия X0Tt=0 и X2Tt=0 дают X0=X2=0, т.е. ищем ненулевые решения уравнения X''x-λXx=0 - обыкновенного линейного дифференциальные уравнения 2-го порядка с постоянными коэффициентами . Его характеристическое уравнение: k2-λ=0
Рассмотрим возможные случаи:
а) λ=0 Xx=c1x+c2
Условия X0=X2=0 дают только тривиальное решение c1=c2=0, т.е. X(x)≡0, поэтому λ=0 отбрасываем.
б) λ>0 Xx=c1eλx+c2e-λx
Пробуем удовлетворить краевым условиям X0=X2=0:
c1+c2=0c1e2λ+c2e-2λ=0
Получаем опять же c1=c2=0, поэтому λ>0 отбрасываем.
в) λ<0 Xx=c1cos-λx+c2sin-λx.
Пробуем удовлетворить краевым условиям X0=X2=0:
c1cos0+c2sin0=0c1cos2-λ+c2sin2-λ=0 c1=0c2sin2-λ=0
Тогда:
c2sin2-λ=0 2 -λ=πn λ=-π2n24,n=1,2,…
Т.е. получили собственные функции вида:
Xn(x)=cnsinπn2x
Возвращаемся к уравнению T''t-9λTt=0
50% задачи недоступно для прочтения
Переходи в Автор24, регистрируйся и получай полное решение
Получить задачу
Больше решений задач по электронике, электротехнике, радиотехнике:

Для электрической цепи постоянного тока (рис

1153 символов
Электроника, электротехника, радиотехника
Решение задач

Определить схему подключения тип транзистора

3711 символов
Электроника, электротехника, радиотехника
Решение задач

Расчет переходных процессов при подключении цепи к источнику постоянного напряжения

12193 символов
Электроника, электротехника, радиотехника
Решение задач
Все Решенные задачи по электронике, электротехнике, радиотехнике