Типовые
.pdf
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21 |
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Задача 17. Решить смешанную задачу. |
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||||
17.1. |
utt=9uxx; |
u(0,t)=─8 |
, |
u(2,t)=2; |
u(x,0)=sin6πx─8+5x, |
ut(x,0)=0. |
|
17.2. |
utt=9uxx; |
u(0,t)=7 , |
|
u(1,t)=2; |
u(x,0)= 7─5x, |
ut(x,0)=12πsin4πx |
|
17.3. |
utt=9uxx; |
u(0,t)=─6 |
, |
u(3,t)=6; |
u(x,0)=3sin3πx─6+4x, |
ut(x,0)=0. |
|
17.4. |
utt=9uxx; |
u(0,t)= 5t , |
u(2,t)=─3t; |
u(x,0)=0, |
ut(x,0)=12πsin4πx+5─4x |
||
17.5. |
utt=16uxx; |
u(0,t)=─4, |
u(1,t)=─1; |
u(x,0)=5sin2πx─4+3x, ut(x,0)=0. |
|||
17.6. |
utt=16uxx; |
u(0,t)=3 , |
|
u(2,t)=7 ; |
u(x,0)=3+2x, ut(x,0)=12πsin3πx |
||
17.7. |
utt=16uxx; |
u(0,t)=─2 |
, |
u(3,t)=1; |
u(x,0)=7sin4πx─2+x, ut(x,0)=0. |
||
17.8. |
utt=16uxx; |
u(0,t)=t , |
|
u(2,t)=─t; |
u(x,0)=, |
ut(x,0)=28πsin7πx+1─x |
|
17.9. |
utt=25uxx; |
u(0,t)=─1, |
u(1,t)=─3; |
u(x,0)=9sin3πx─1─2x, ut(x,0)=0. |
|||
17.10. |
utt=25uxx; |
u(0,t)=3 , |
|
u(2,t)=─5; |
u(x,0)= 3─4x, |
ut(x,0)=20πsin4πx |
|
17.11. |
utt=25uxx; |
u(0,t)=─5 |
, |
u(1,t)=1; |
u(x,0)=11sin3πx─5+6x, ut(x,0)=0. |
||
17.12. |
utt=25uxx; |
u(0,t)= 7 , |
|
u(2,t)=─3; |
u(x,0)=0, |
ut(x,0)=10πsin2πx+7─5x |
|
17.13. |
utt=36uxx; |
u(0,t)=─9 |
, |
u(3,t)=3; |
u(x,0)=13sin3πx─9+4x, ut(x,0)=0. |
||
17.14. |
utt=36uxx; |
u(0,t)=8 , |
|
u(2,t)=2; |
u(x,0)=8─3x, |
ut(x,0)=18πsin3πx |
|
17.15. |
utt=36uxx; |
u(0,t)=─6 |
, |
u(3,t)=0; |
u(x,0)=15sin2πx─6+2x, ut(x,0)=0. |
||
17.16. |
utt=36uxx; |
u(0,t)=4t |
, |
u(4,t)=8; |
u(x,0)=0, |
ut(x,0)=24πsin4πx+4+x |
|
17.17. |
utt=49uxx; |
u(0,t)=─2 |
, |
u(3,t)=─5; |
u(x,0)=17sin3πx─2─x, ut(x,0)=0. |
||
17.18. |
utt=49uxx; |
u(0,t)= 3 , |
|
u(2,t)=─1; |
u(x,0)= 3─2x, |
ut(x,0)=35πsin5πx |
|
17.19. |
utt=49uxx; |
u(0,t)=─1 |
, |
u(1,t)=─4; |
u(x,0)=19sin7πx─1─3x, |
ut(x,0)=0. |
|
17.20. |
utt=49uxx; |
u(0,t)=2t |
, |
u(2,t)=─6t; |
u(x,0)=0, |
ut(x,0)=28πsin4πx+2─4x |
|
17.21. |
utt=64uxx; |
u(0,t)=─4 |
, |
u(1,t)=─9; |
u(x,0)=─21sin3πx─4─5x, ut(x,0)=0. |
||
17.22. |
utt=64uxx; |
u(0,t)=2 , |
|
u(3,t)= ─7 ; |
u(x,0)=2─3x, ut(x,0)=24πsin3πx |
||
17.23. |
utt=64uxx; |
u(0,t)=-3 |
, |
u(1,t)=1; |
u(x,0)=23sin2πx─3+4x, |
ut(x,0)=0. |
|
17.24. |
utt=64uxx; |
u(0,t)=4t |
, |
u(2,t)=─6t; |
u(x,0)= 0, |
ut(x,0)=32πsin4πx+4─5x |
|
17.25. |
utt=81uxx; |
u(0,t)=─5 |
, |
u(3,t)=1; |
u(x,0)=25sin3πx─5+2x, |
ut(x,0)=0. |
|
17.26. |
utt=81uxx; |
u(0,t)=6 , |
|
u(4,t)=─2; |
u(x,0)= 6─2x, |
ut(x,0)=27πsin3πx |
|
17.27. |
utt=81uxx; |
u(0,t)=─7 |
, |
u(3,t)=2; |
u(x,0)=27sin2πx─7+3x, |
ut(x,0)=0. |
|
17.28. |
utt=81uxx; |
u(0,t)=8t |
, |
u(4,t)=─4t; |
u(x,0)=0, |
ut(x,0)=27πsin3πx+8─3x |
|
17.29. |
utt=4uxx; |
u(0,t)=─9 |
, |
u(2,t)=1; |
u(x,0)=29sin4πx─9+5x, ut(x,0)=0. |
||
17.30. |
utt=4uxx; |
u(0,t)=9 , |
|
u(3,t)=─3; |
u(x,0)=9─4x, |
ut(x,0)=10πsin5πx |
|
17.31. |
utt=4uxx; |
u(0,t)=─1 |
, |
u(2,t)=5; |
u(x,0)=31sin2πx─1+3x, |
ut(x,0)=0. |
22
Задача18. Решить смешанную задачу для данного неоднородного волнового уравнения с нулевыми начальными и граничными условиями.
u(x,0)=ut(x,0)=0; u(0,t)=u(π,t)=0
18.1. |
utt=uxx+65e─3tsin(x) |
18.2. |
utt= |
1 |
|
uxx+3sin(2t)sin(2x) |
|||||||||
4 |
|
||||||||||||||
18.3. |
utt=uxx+16cos(8t)sin(8x) |
|
18.4. utt= |
1 |
uxx+8sin(3t)sin(3x) |
||||||||||
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|||||||
|
1 |
|
uxx+50e─7tsin(4x) |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
18.5. |
utt= |
|
|
18.6. |
utt= |
|
|
|
|
uxx+3cos(2t)sin(5x) |
|||||
16 |
25 |
|
|||||||||||||
18.7. |
utt=4uxx+28cos(14t)sin(7x) |
18.8. |
utt= |
1 |
|
uxx+8cos(3t)sin(6x) |
|||||||||
36 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
|
uxx+37e─6tsin(7x) |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
18.9. |
utt= |
|
18.10. utt= |
|
|
|
uxx+15sin(4t)sin(8x) |
||||||||
49 |
64 |
||||||||||||||
18.11. utt=9uxx+36cos(18t)sin(6x) |
18.12. utt= |
1 |
uxx+15cos(4t)sin(9x) |
||||||||||||
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
81 |
|
|
|
|
||||
18.13. utt=uxx+26e─5tsin(x) |
18.14. utt= |
1 |
|
uxx+24sin(5t)sin(2x) |
|||||||||||
|
|
||||||||||||||
4 |
|
||||||||||||||
18.15. utt=16uxx+40cos(20t)sin(5x) |
18.16. utt= |
1 |
uxx+24cos(5t)sin(3x) |
||||||||||||
9 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
uxx+17e─4tsin(4x) |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||
18.17. utt= |
|
18.18. utt= |
|
uxx+35sin(6t)sin(5x) |
|||||||||||
16 |
25 |
||||||||||||||
18.19. utt=25uxx+40cos(20t)sin(4x) |
18.20. utt= |
1 |
uxx+35cos(6t)sin(5x) |
||||||||||||
36 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
|
uxx+10e─3tsin(7x) |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
18.21. utt= |
|
18.22. utt= |
|
uxx+48sin(7t)sin(8x) |
|||||||||||
49 |
64 |
||||||||||||||
18.23. utt=36uxx+36cos(18t)sin(3x) |
18.24. utt= |
1 |
uxx+48cos(7t)sin(9x) |
||||||||||||
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
81 |
|
|
|
|
||||
18.25. utt=uxx+5e─2tsin(x) |
18.26. utt= |
1 |
|
uxx+63sin(8t)sin(2x) |
|||||||||||
|
|||||||||||||||
4 |
|||||||||||||||
18.27. utt=49uxx+28cos(14t)sin(2x) |
18.28. utt= |
1 |
uxx+63cos(8t)sin(3x) |
||||||||||||
9 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18.29. utt= |
1 |
uxx+2e─tsin(4x) |
18.30. utt= |
1 |
uxx+80sin(9t)sin(5x) |
16 |
25 |
18.31. utt=64uxx+16cos(8t)sin(x)
|
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|
|
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|
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|
23 |
|
|
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Задача 19. Решить задачу Дирихле для уравнения Лапласа в круге. |
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|
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|
|
|
||||||||||||
19.1 |
Du=0, 0£r<1 |
19.2 |
Du=0, |
0£r <2 |
19.3 |
Du=0, 0£r<1 |
|||||||||||||
|
u½ |
|
|
|
=2cos3j |
|
u |
|
2=sin3j |
|
u½ |
|
|
=2sin3j |
|||||
|
|
r=1 |
|
|
r= |
|
|
|
|
|
r=1 |
|
|
||||||
19.4 |
Du=0, 0£r<2 |
19.5 |
Du=0, |
0£r<3 |
19.6 |
Du=0, 0£r<1 |
|||||||||||||
|
u |
|
2=cos3j |
|
u½ |
r =3 |
=2sin3j |
|
u |
|
1=4sin3j |
||||||||
|
r= |
|
|
|
|
|
|
|
|
r= |
|
|
|
|
|||||
19.7 |
Du=0, 0£r<4 |
19.8 |
Du=0, |
0£r<2 |
19.9 |
Du=0, 0£r<1 |
|||||||||||||
|
u½ |
r =4 |
=2cos3j |
|
u |
|
2=3sin3j |
|
u½ |
r =1 |
=8sin3j |
||||||||
|
|
|
|
r= |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
19.10 |
Du=0, 0£r<2 |
19.11 |
Du=0, |
0£r<1 |
19.12 |
Du=0, 0£r<2 |
|||||||||||||
|
u |
|
|
=5cos3j |
|
u½ |
r =1 |
=7cos3j |
|
u |
|
|
=9sin3j |
||||||
|
r=2 |
|
|
|
|
|
|
|
r=2 |
|
|
|
|||||||
19.13 |
Du=0, 0£r<2 |
19.14 |
Du=0, |
0£r<2 |
19.15 |
Du=0, 0£r<3 |
|||||||||||||
|
u½ |
|
|
=12sin3j |
|
u |
|
|
=4cos3j |
|
u½ |
|
|
=5cos3j |
|||||
|
|
r=2 |
|
|
|
r=2 |
|
|
|
|
r=3 |
|
|
||||||
19.16 |
Du=0, 0£r<3 |
19.17 |
Du=0, |
0£r<2 |
19.18 |
Du=0, 0£r<1 |
|||||||||||||
|
u |
|
|
=2 cos3j |
|
u½ |
r =2 |
=6sin3j |
|
u |
|
|
=14sin3j |
||||||
|
r=3 |
|
|
|
|
|
|
|
r=1 |
|
|
|
|||||||
19.19 |
Du=0, 0£r<2 |
19.20 |
Du=0, |
0£r<1 |
19.21 |
Du=0, 0£r<1 |
|||||||||||||
|
u½ |
r =2 |
= 5sin3j |
|
u |
|
|
=14cos3j |
|
u½ |
r =1 |
=11cos3j |
|||||||
|
|
|
|
r=1 |
|
|
|
|
|
||||||||||
19.22 |
Du=0, 0£r<3 |
19.23 |
Du=0, |
0£r<4 |
19.24 |
Du=0, 0£r<1 |
|||||||||||||
|
u =sin3j |
|
u½ |
r =4 |
=5 sin3j |
|
u |
|
|
=17 cos3j |
|||||||||
|
r=3 |
|
|
|
|
|
|
|
r=1 |
|
|
|
|||||||
19.25 |
Du=0, 0£r<2 |
19.26 |
Du=0, |
0£r<1 |
19.27 |
Du=0, 0£r<2 |
|||||||||||||
|
u½ |
|
|
=14cos3j |
|
u |
|
|
=15sin3j |
|
u½ |
r =2 |
=21 sin3j |
||||||
|
|
r=2 |
|
|
|
r=1 |
|
|
|
|
|
||||||||
19.28 |
Du=0, 0£r<1 |
19.29 |
Du=0, |
0£r<2 |
19.30 |
Du=0, 0£r<4 |
|||||||||||||
|
u |
|
|
=9cos3j |
|
u½ |
r =2 |
=19cos3j |
|
u |
|
|
=17sin3j |
||||||
|
r=1 |
|
|
|
|
|
|
|
r=4 |
|
|
|
19.31Du=0, 0£r<3 u½r =3=cos3j.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 20. Решить краевую задачу для уравнения Пуассона в кольце. |
|||||||||||||||||||||||||||||
20.1 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
, |
1£r£2, |
20.2 |
uxx+uyy= |
x 2 |
- y 2 |
|
|
|
, |
1/2£r£1, |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
x 2 |
|
+ y 2 |
x 2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
u½r =1=0, |
¶u |
|
r = 2 |
= 0 |
|
|
|
|
|
u½r =1/2=0, |
¶u |
|
r = |
= 1 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
¶r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
|
|
1 |
|||||
20.3 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
, |
1£r£2, |
20.4 |
uxx+uyy= |
x 2 |
- y 2 |
|
|
|
, |
1£r£2, |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
x 2 |
|
+ y 2 |
x 2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
u½r =1=1, |
¶u |
|
r = 2 |
= 0 |
|
|
|
|
|
u½r =1=1, ¶u |
|
|
|
= 1 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
¶r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
r = 2 |
|||||||||
20.5 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
, |
1/2£r£1, |
|
20.6 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
|
|
1/2£r£1, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
x 2 |
|
+ y 2 |
|
|
x 2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
||||||||||
|
u½r =1/2=1, |
|
¶u |
|
|
= 1 |
|
|
|
|
|
u½r =1/2=2, |
¶u |
|
r = |
= 0 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
¶r |
|
r = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
|
|
1 |
||||||
20.7 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
, |
1£r£2, |
20.8 |
uxx+uyy= |
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
1£r£2, |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
x 2 |
|
+ y 2 |
x 2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
u½r =1=0, |
¶u |
|
r = 2 |
= 2 |
|
|
|
|
|
u½r =1=2, ¶u |
|
|
|
= 0 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
¶r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
r = 2 |
|||||||||
20.9 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
, |
1/2£r£1, |
|
20.10 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
|
|
1/2£r£1, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
x 2 |
|
+ y 2 |
|
|
x 2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
||||||||||
|
u½r =1/2=0, |
|
¶u |
|
|
= 0 |
|
|
|
|
|
u½r =1/2=1, |
¶u |
|
r = |
= 0 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
¶r |
|
r = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
|
|
1 |
||||||
20.11 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
, |
1/2£r£1, |
|
20.12 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
|
|
1£r£3, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
x 2 |
|
+ y 2 |
|
|
x 2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
||||||||||
|
u½r =1/2=0, |
|
¶u |
|
|
= 2 |
|
|
|
|
|
u½r =1=1, ¶u |
|
|
|
= 0 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
¶r |
|
r = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
r = 3 |
|||||||||
20.13 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
, |
1£r£3, |
20.14 |
uxx+uyy= |
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
1£r£3, |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
x 2 |
|
+ y 2 |
x 2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
u½r =1=0, |
¶u |
|
r = 3 |
= 1 |
|
|
|
u½r =1=1, ¶u |
|
= 1 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
¶r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
r = 3 |
|
|
|
|
||||||||||
20.15 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
, |
1£r£3, |
20.16 |
uxx+uyy= |
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
1£r£3, |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
x 2 |
|
+ y 2 |
x 2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
u½r =1=1, |
¶u |
|
r = 3 |
= 2 |
|
|
|
|
|
u½r =1=2, ¶u |
|
|
|
= 1 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
¶r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
r = 3 |
20.17 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
|
- y 2 |
|
|
|
|
|
, 1£r£3, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
+ y 2 |
|||||||||||
|
u½r =1=2, ¶u |
|
|
|
|
|
|
= 2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
¶r |
|
r = 3 |
||||||||||
20.19 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
|
- y 2 |
|
|
|
|
|
, 1£r£2, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
+ y 2 |
|||||||||||
|
u½r =1=1, ¶u |
|
|
|
|
|
|
= 2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
¶r |
|
r = 2 |
||||||||||
20.21 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
|
- y 2 |
|
|
|
|
|
, 1/2£r£1, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
+ y 2 |
|||||||||||
|
u½r =1/2=1, |
|
¶u |
|
r = |
= 2 |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
¶r |
|
1 |
|||||||||
20.23 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
|
- y 2 |
|
|
|
|
|
, 1/2£r£1, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
+ y 2 |
|||||||||||
|
u½r =1/2=3, |
|
¶u |
|
r = |
= 2 |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
¶r |
|
1 |
|||||||||
20.25 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
|
- y 2 |
|
|
|
|
|
, 1£r£2, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
+ y 2 |
|||||||||||
|
u½r =1=3, ¶u |
|
|
|
|
|
|
= 1 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
¶r |
|
r = 2 |
||||||||||
20.27 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
|
- y 2 |
|
|
|
|
|
, 3/2£r£2, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
+ y 2 |
|||||||||||
|
u½r =3/2=0, |
|
¶u |
|
r = |
= 1 |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
¶r |
|
2 |
|||||||||
20.29 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
|
- y 2 |
|
|
|
|
|
, 3/2£r£2, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
+ y 2 |
|||||||||||
|
u½r =3/2=1, |
|
¶u |
|
r = |
= 0 |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
¶r |
|
2 |
|||||||||
|
|
|
2 |
- y |
2 |
|
|
|
|
|
|||||
20.31 |
uxx+uyy= |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, 3/2£r£2, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
x |
2 + y |
2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
u½r =3/2=1, |
|
¶u |
|
r = |
= 1. |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
¶r |
|
2 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20.18 |
uxx+uyy= |
x 2 |
- y 2 |
|
|
|
, |
|
|
1£r£2, |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
x 2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
u½r =1=2, ¶u |
|
|
|
= 1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
r = 2 |
||||||
20.20 |
uxx+uyy= |
x 2 |
- y 2 |
|
|
|
, |
|
|
1£r£2, |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
x 2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
u½r =1=2, ¶u |
|
|
|
= 2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
r = 2 |
||||||
|
20.22 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
|
|
1/2£r£1, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
x 2 |
+ y 2 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
u½r =1/2=2, |
¶u |
|
r = |
= 1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
|
|
1 |
|
|
20.24 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
|
|
1/2£r£1, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
x 2 |
+ y 2 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
u½r =1/2=3, |
¶u |
|
r = |
= 3 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
|
|
1 |
||
20.26 |
uxx+uyy= |
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
|
|
3/2£r£2, |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
x 2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
+ y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
u½r =3/2=0, |
|
¶u |
|
r = |
= 0 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
|
2 |
|
|
|
|
|||||
|
20.28 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
|
|
1£r£3, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
x 2 |
+ y 2 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
u½r =1=2, ¶u |
|
|
|
= 3 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
r = 3 |
||||||
|
20.30 |
uxx+uyy= |
|
x 2 |
- y 2 |
|
|
, |
|
|
1£r£3, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
x 2 |
+ y 2 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
u½r =1=3, ¶u |
|
|
|
= 2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶r |
r = 3 |
|
|
|
|
26 |
|
|
|
|
Задание 21. Решить задачу для уравнения Пуассона в шаровом слое. |
|
|
||||
21.1 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1£ r £ 2, |
21.2 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1£ r £ 2, |
||
|
u½r =1=0, |
u½r =2=0 |
|
u½r =1=0, |
u½r =2=1 |
||
21.3 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1£ r < 2, |
21.4 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 2, |
||
|
u½r =1=1, |
u½r =2=0 |
|
u½r =1=21, |
u½r =2=1 |
||
21.5 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 2, |
21.6 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 2, |
||
|
u½r =1=1, |
u½r =2=2 |
|
u½r =1=2, |
u½r =2=1 |
||
21.7 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 2, |
21.8 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 2, |
||
|
u½r =1=2, |
u½r =2=2 |
|
u½r =1=3, |
u½r =2=1 |
||
21.9 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1/2£ r £ 1, |
21.10 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1/2<r<1, |
||
|
u½r =1/2=0, |
u½r =1= -1 |
|
u½r =1/2=1, |
u½r =1=0 |
||
21.11 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1/2£ r < 1, |
21.12 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1/2<r<1, |
||
|
u½r =1/2=1, |
u½r =1=1 |
|
u½r =1/2=0, |
u½r =1=0 |
||
21.13 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1/2< r < 1, |
21.14 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1/2<r<1, |
||
|
u½r =1/2= -1, |
u½r =1=0 |
|
u½r =1/2= -1, |
u½r =1= -1 |
||
21.15 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1/2< r < 1, |
21.16 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1/2<r<1, |
||
|
u½r =1/2=1, |
u½r =1= -1 |
|
u½r =1/2= -1, |
u½r =1=1 |
||
21.17 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1/2< r < 1, |
21.18 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
2< r < 3, |
||
|
u½r =1/2=1, |
u½r =1= -2 |
|
u½r =2=0, |
u½r =3=0 |
||
21.19 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
2< r < 3, |
21.20 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
2< r < 3, |
||
|
u½r =2=0, |
u½r =3= -1 |
|
u½r =2= -1, |
u½r =3=0 |
||
21.21 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
2< r < 3, |
21.22 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
2< r < 3, |
||
|
u½r =2=1, |
u½r =3=3 |
|
u½r =2=1, |
u½r =3= -3 |
||
21.23 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
2< r < 3, |
21.24 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
2< r < 3, |
||
|
u½r =2=0, |
u½r =3=4 |
|
u½r =2=2, |
u½r =3=0 |
||
21.25 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
2< r < 3, |
21.26 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 3, |
||
|
u½r =2=1, |
u½r =3= -2 |
|
u½r =1=1, |
u½r =1=1 |
||
21.27 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 3, |
21.28 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 3, |
||
|
u½r =1=0, |
u½r =3=1 |
|
u½r =1=1, |
u½r =3=0 |
||
21.29 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 3, |
21.30 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 3, |
||
|
u½r =1= -1, |
u½r =3=1 |
|
u½r =1=1, |
u½r =3= -1 |
||
21.31 |
uxx+uyy+uzz = xz, |
1< r < 3, |
|
|
|
|
|
|
u½r =1=2, |
u½r =3=1 |
|
|
|
|
27
Задание 22. Найти функцию, удовлетворяющую внутри круга уравнению Гельмгольца и принимающую на границе круга заданные значения.
22.1 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 1 |
22.2 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 1,5 |
||||||||
|
u½ |
r =1 |
=25sin3j |
|
u½ |
r =1,5 |
=24sin3j |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
22.3 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 2 |
22.4 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 2,5 |
||||||||
|
u½ |
r =2 |
=23sin3j |
|
u½ |
|
|
=22sin3j |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
r =2,5 |
|
|
|
|||
22.5 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 20 |
22.6 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 3 |
||||||||
|
u½ |
r =20 |
=21sin3j |
|
u½ |
r =3 |
=20sin3j |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
22.7 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 4 |
22.8 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 15 |
||||||||
|
u½ |
r =4 |
=19sin3j |
|
u½ |
r =15 |
=18sin3j |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
22.9 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 3,5 |
22.10 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 4,5 |
||||||||
|
u½ |
r =3,5 |
=17sin3j |
|
u½ |
r =4,5 |
=16sin3j |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
22.11 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 5 |
22.12 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 5,5 |
||||||||
|
u½r =5=15sin3j |
|
u½r =5,5 =14sin3j |
||||||||||
22.13 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 6 |
22.14 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 6,5 |
||||||||
|
u½r =6=13sin3j |
|
u½r =6,5 =12sin3j |
||||||||||
22.15 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 7 |
22.16 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 7,5 |
||||||||
|
u½r =7=11sin3j |
|
u½r =7,5 =10sin3j |
||||||||||
22.17 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 8 |
22.18 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 8,5 |
||||||||
|
u½r =8=9sin3j |
|
|
u½r =8,5 =8sin3j |
|||||||||
22.19 |
Du+k2u =0, |
0£ r < 9 |
22.20 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 9,5 |
||||||||
|
u½r =9 =7sin3j |
|
|
|
u½r =9,5 =6sin3j |
||||||||
22.21 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 10 |
22.22 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 10,5 |
||||||||
|
u½r =10=5sin3j |
|
u½r =10,5 =4sin3j |
||||||||||
22.23 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 11 |
22.24 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 11,5 |
||||||||
|
u½r =11=3sin3j |
|
u½r =11,5 =2sin3j |
||||||||||
22.25 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 12 |
22.26 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 12,5 |
||||||||
|
u½r =12=sin3j |
|
|
u½r =12,5 =6sin3j |
|||||||||
22.27 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 13 |
22.28 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 13,5 |
||||||||
|
u½r =13=5sin3j |
|
u½r =13,5 =4sin3j |
||||||||||
22.29 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 14 |
22.30 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 14,5 |
||||||||
|
u½r =14=3sin3j |
|
u½r =14,5 =2sin3j |
||||||||||
22.31 |
Du+k2u=0, |
0£ r < 16 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
u½ |
|
|
=sin3j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r =16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28
Задание 23. Найти функцию удовлетворяющую внутри шара уравнению
Гельмгольца и на границе заданному условию.
23.1 |
u+u=0, |
0≤ r < π/2 |
|
ur|(r=π/2)=cosθ |
|
23.3 |
u+u=0, |
0≤ r < 3π/2 |
|
ur|(r=3π/2)=cosθ |
|
23.5 |
u+4u=0, |
0≤ r < π/4 |
|
ur|(r=π/4)==cosθ |
|
23.7 |
u+4u=0, |
0≤ r < 3π/2 |
|
ur|(r=3π/2)==cosθ |
|
23.9 |
u+9u=0, |
0≤ r < π/6 |
|
ur|(r=π/6)==cosθ |
|
23.11 |
u+9u=0, |
0≤ r < π/2 |
|
ur|(r=π/2)==cosθ |
|
23.13 |
u+16u=0, |
0≤ r < π/8 |
|
ur|(r=π/8)==cosθ |
|
23.15 |
u+16u=0, |
0≤ r < 3π/8 |
|
ur|(r=3π/8)==cosθ |
|
23.17 |
u+25u=0, |
0≤ r < π/10 |
|
ur|(r=π/10)==cosθ |
|
23.19 |
u+25u=0, |
0≤ r < 3π/10 |
|
ur|(r=3π/10)==cosθ |
|
23.21 |
u+36u=0, |
0≤ r < π/12 |
|
ur|(r=π/12)==cosθ |
|
23.23 |
u+36u=0, |
0≤ r < π/4 |
|
ur|(r=π/4)==cosθ |
|
23.25 |
u+49u=0, |
0≤ r < π/7 |
|
ur|(r=π/7)==cosθ |
|
23.27 |
u+4u=0, |
0≤ r < 3π/4 |
|
ur|(r=3π/4)==cosθ |
|
23.29 |
u+9u=0, |
0≤ r < π |
|
ur|(r=π)==cosθ |
|
23.31 |
u+25u=0, |
0≤ r < π |
|
ur|(r=π)==cosθ |
23.2 |
u+u=0, |
0≤ r < π |
|
ur|(r=π)=cosθ |
|
23.4 |
u+u=0, |
0≤ r < 2π |
|
ur|(r=2π)==cosθ |
|
23.6 |
u+4u=0, |
0≤ r < π/2 |
|
ur|(r=π/2)==cosθ |
|
23.8 |
u+4u=0, |
0≤ r < π |
|
ur|(r=π)==cosθ |
|
23.10 |
u+9u=0, |
0≤ r < π/3 |
|
ur|(r=π/3)==cosθ |
|
23.12 |
u+9u=0, |
0≤ r < 2π/3 |
|
ur|(r=2π/3)==cosθ |
|
23.14 |
u+16u=0, |
0≤ r < π/4 |
|
ur|(r=π/4)==cosθ |
|
23.16 |
u+16u=0, |
0≤ r < π/2 |
|
ur|(r=π/2)==cosθ |
|
23.18 |
u+25u=0, |
0≤ r < π/3 |
|
ur|(r=π/3)==cosθ |
|
23.20 |
u+15u=0, |
0≤ r < 2π |
|
ur|(r=2π)==cosθ |
|
23.22 |
u+36u=0, |
0≤ r < π/6 |
|
ur|(r=π/6)==cosθ |
|
23.24 |
u+36u=0, |
0≤ r < π/2 |
|
ur|(r=π/2)==cosθ |
|
23.26 |
u+49u=0, |
0≤ r < 2π/7 |
|
ur|(r=2π/7)==cosθ |
|
23.28 |
u+u=0, |
0≤ r < 3π |
|
ur|(r=3π)==cosθ |
|
23.30 |
u+16u=0, |
0≤ r < π |
|
ur|(r=π)==cosθ |
|
|
|
29 |
|
|
|
Задание 24. Решить первую смешанную задачу для волнового уравнения на |
||||
отрезке. |
|
|
|
|
|
24.1 |
utt=uxx, 0< x < 1, 0< t < ∞, |
24.2 |
utt=uxx, 0< x < 3/2, 0< t < ∞, |
||
|
u(x,0)=x(x−1), ut(x,0)=0, |
|
u(x,0)=x(x−3/2), ut(x,0)=0, |
||
|
u(0,t)=0, |
u(1,t)=0 |
|
u(0,t)=0, |
u(3/2,t)=0 |
24.3 |
utt=9uxx, 0< x <3 , 0< t < ∞, |
24.4 |
utt=4uxx, 0< x < 2, 0< t < ∞, |
||
|
u(x,0)=x(x−3), ut(x,0)=0, |
|
u(x,0)=x(x−2), ut(x,0)=0, |
||
|
u(0,t)=0, |
u(3,t)=0 |
|
u(0,t)=0, |
u(2,t)=0 |
24.5 |
utt=1/4uxx, 0< x < 1/2, 0< t < ∞, |
24.6 |
utt=4uxx, 0< x < 1, 0< t < ∞, |
||
|
u(x,0)=x(x−1/2), ut(x,0)=0, |
|
u(x,0)=x(x−1), ut(x,0)=0, |
||
|
u(0,t)=0, |
u(1/2,t)=0 |
|
u(0,t)=0, |
u(1,t)=0 |
24.7 |
utt=4/9uxx, 0< x < 2/3, 0< t < ∞, |
24.8 |
utt=4uxx, |
0< x < 1/2, 0< t < ∞, |
|
|
u(x,0)=x(x−2/3), ut(x,0)=0, |
|
u(x,0)=x(x−1/2), ut(x,0)=0, |
||
|
u(0,t)=0, |
u(2/3,t)=0 |
|
u(0,t)=0, |
u(1/2,t)=0 |
24.9 |
utt=uxx, 0< x < 2, 0< t < ∞, |
24.10 |
utt=16uxx, 0< x < 3, 0< t < ∞, |
||
|
u(x,0)=x(x−2), ut(x,0)=0, |
|
u(x,0)=x(x−3), ut(x,0)=0, |
||
|
u(0,t)=0, |
u(2,t)=0 |
|
u(0,t)=0, |
u(3,t)=0 |
24.11 |
utt=16uxx, 0< x < 2, 0< t < ∞, |
24.12 |
utt=9uxx, 0< x < 1, 0< t < ∞, |
||
|
u(x,0)=x(x−2), ut(x,0)=0, |
|
u(x,0)=x(x−1), ut(x,0)=0, |
||
|
u(0,t)=0, |
u(2,t)=0 |
|
u(0,t)=0, |
u(1,t)=0 |
24.13 |
utt=1/9uxx, 0< x < 1/2, 0< t < ∞, |
24.14 |
utt=uxx, 0< x < 3, 0< t < ∞, |
||
|
u(x,0)=x(x−1/2), ut(x,0)=0, |
|
u(x,0)=x(x−3), ut(x,0)=0, |
||
|
u(0,t)=0, |
u(1/2,t)=0 |
|
u(0,t)=0, |
u(3,t)=0 |
24.15 |
utt=16uxx, 0< x < 1, 0< t < ∞, |
24.16 |
utt=9uxx, 0< x < 3/2, 0< t < ∞, |
||
|
u(x,0)=x(x−1), ut(x,0)=0, |
|
u(x,0)=x(x−3/2), ut(x,0)=0, |
||
|
u(0,t)=0, |
u(1,t)=0 |
|
u(0,t)=0, |
u(3/2,t)=0 |
30
24.17utt=4uxx, 0< x < 3, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−3), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(3,t)=0
24.19utt=1/4uxx, 0< x < 1, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−1), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(1,t)=0
24.21utt=4/9uxx, 0< x < 2, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−2), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(2,t)=0
24.23utt=1/9uxx, 0< x < 1, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−1), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(1,t)=0
24.25utt=9uxx, 0< x < 1/2, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−1/2), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(1/2,t)=0
24.27utt=1/4uxx, 0< x < 3, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−3), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(3,t)=0
24.29utt=1/4uxx, 0< x < 3/2, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−3/2), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(3/2,t)=0
24.31utt=9/4uxx, 0< x < 1, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−1), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(1,t)=0
24.18utt=1/4uxx, 0< x < 2, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−2), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(2,t)=0
24.20utt=uxx, 0< x < 1/2, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−1/2), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(1/2,t)=0
24.22utt=9/4uxx, 0<x<3/2, 0<t<∞, u(x,0)=x(x−3/2), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(3/2,t)=0
24.24utt=9/4uxx, 0< x < 3, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−3), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(3,t)=0
24.26utt=9uxx, 0< x < 2, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−2), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(2,t)=0
24.28utt=4/9uxx, 0< x < 1, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−1), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(1,t)=0
24.30utt=1/9uxx, 0< x < 2, 0< t < ∞, u(x,0)=x(x−2), ut(x,0)=0, u(0,t)=0, u(2,t)=0