Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Уравнения математической физики..pdf
Скачиваний:
27
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
5.66 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра прикладной математики

В.П. Первадчук, Е.М. Кадырова, В.Ю. Соколов

УРАВНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ: МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Утверждено Редакционно-издательским советом в качестве учебного пособия

Учебное пособие

Пермь 2001

УДК 517.958(076.2)

Первадчук В.П., Кадырова Е.М., Соколов В.Ю. Уравнения матема­ тической физики: методы решения задач: Учебное пособие. - Перм. гос. техн. ун-т; Пермь, 2001. - 144 с.

ISBN 5-88151-304-5

Пособие соответствует программе курса «Уравнения математической физики». Оно содержит краткую классификацию уравнений и задач математической физики, а также представляет особенности решения этих задач методом Фурье на основе этой классификации. Предназначено для преподавателей, аспирантов и студентов техниче­ ских вузов специальностей «Математика», «Прикладная математика», «Механика».

Библиогр.: 4 назв.

Рецензенты: кафедра математического анализа Пермского госу­ дарственного университета;

зав. кафедрой высшей математики ПГТУ, д-р физ.- мат. наук, проф. А.Р. Абдуллаев.

ISBN 5-88151-304-5

©Пермский государственный технический университет, 2001

©Первадчук В.П., Кадырова Е.М., Соколов В.Ю., 2001

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. КЛАССИФИКАЦИЯ УРАВНЕНИЙ ВТОРОГО

 

ПОРЯДКА. ОБЩЕЕ РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЯ

5

1.1. Классификация уравнений в точке

6

1.2. Классификация квазилинейных уравнений второго

 

порядка с двумя независимыми переменными

13

1.3. Приведение уравнений к каноническому виду

16

1.4. Упрощение уравнения в каноническом виде

23

Глава 2. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ КОШИ МЕТОДОМ

 

ХАРАКТЕРИСТИК. ЗАДАЧА ГУРСА

26

2.1. Нахождение общего решения

26

2.2. Решение задачи Коши

27

2.3. Решение задачи Гурса

33

Глава 3. ФОРМУЛА ДАЛАМБЕРА И ЕЕ ФИЗИЧЕСКИЙ

 

СМЫСЛ

38

3.1. Распространение волн в бесконечной струне.

 

Задача Коши.

38

3.2. Полуограниченная прямая. Метод ограничений

48

Глава 4. НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ

 

ЗАДАЧ ДЛЯ УРАВНЕНИЙ В ЧАСТНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ

53

4.1. Принцип суперпозиции

53

4.2. Метод Дюамеля

63

4.3. Решение задачи Коши в волновой форме в виде

 

суммы ряда

69

Глава 5. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ

 

ФИЗИКИ

81

Глава 6. ЗАДАЧА ШТУРМА - ЛИУВИЛЛЯ

85

6.1. Свойства собственных функций и собственных

 

значений

86

6.2. Разложение функции в ряд Фурье по системе

 

собственных функций задачи Штурма - Лиувилля

91

Глава 7 МЕТОД ФУРЬЕ РЕШЕНИЯ СМЕШАННЫХ

 

ЗАДАЧ ДЛЯ УРАВНЕНИЙ ГИПЕРБОЛИЧЕСКОГО И

 

ПАРАБОЛИЧЕСКОГО ТИПА

96

7.1. Однородная задача для уравнения гиперболического

 

з

типа

96

7.2. Метод Фурье для уравнений гиперболического типа.

 

Неоднородные задачи

104

7.3. Метод Фурье для уравнений параболического типа

117

7.4. Метод Фурье для уравнение параболического типа

 

(неоднородные задачи)

119

7.5. Понятие функций Бесселя

122

7.6. Метод Фурье для многомерных задач

129

Глава 8. УРАВНЕНИЯ ЭЛЛИПТИЧЕСКОГО ТИПА

136

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

143