Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

УрМатФиз / УрМатФиз с теорией

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
16.05.2024
Размер:
4.39 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

0

20 r

1 e

2

t

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

fr ' t = 2J0

 

b

 

 

 

 

= nX kX fnk t vnk r ' =

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

=0

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@

 

 

 

 

 

 

A

 

 

0 k

r

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= nX kX fnk

t J2n

B

b

 

C

cos n'

 

 

 

 

=0

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 r

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

gr ' = J2 0

 

 

 

 

 

1 cos 2' = nX kX gnkvnk

r ' =

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

=0 =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@

 

 

 

 

 

A

 

0

k

r1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= nX kX gnkJ2n

B

 

 

b

C

cos

n'

 

 

 

 

 

 

 

 

=0

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24 r

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

pr ' = 2J4

0

 

 

 

 

 

1 cos 4' = nX kX pnkvnk

 

r ' =

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

=0

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@

 

 

 

 

 

A

0

k

r 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= nX kX pnkJ2n

B

 

 

b

C

cos

n'

 

 

 

 

 

 

 

 

=0

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fnk

t =

 

 

 

 

 

 

 

ZZ f r ' t vnk

 

r ' r drd'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

jjvnkjj

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gnk =

 

 

 

1

 

 

 

ZZ g r ' vnk

r ' r drd'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jjvnkjj

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

ZZ p r ' vnk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pnk =

r ' r drd'

 

 

n = 0 1 k = 1 1:

 

 

 

 

2

 

 

 

 

jjvnkjj

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:2:22

:2:23

:2:24

 

 

fnk t, gnk pnk

! " ,

#$ % & '. ) , v02 r ' =

0 20 r1

 

0 12 r 1

 

0 24 r 1

= J0 B

b C v11

r ' = J2

B b

C cos 2' v22 r ' =

J4 B

b C cos 4':

@

A

 

@

A

 

@

A

* & # & + $& + %+ &

 

 

#

 

 

 

 

 

f02

t = 2e 2t

fnk

t 0 # n k 6=0 2

 

 

 

g11 = 1

gnk = 0 #

n k 6=1 1

 

 

 

 

p22 = 2

pnk = 0 #

n k 6=2 2:

 

 

251

4.2.21 , 4.2.22 4.2.6

 

 

2

t

+ a2 nkunk t fnk t 9 vnk r ' = 0

 

 

8d u 2

 

 

 

nk

 

 

=

 

 

 

 

k1

dt

 

 

 

 

 

 

2

:

 

 

 

 

 

 

 

 

d unkt

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 0 1 k = 1 1:

 

dt2

 

+ a nkunk t = fnk t

:2:25

 

 

 

!

 

 

X X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r ' = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= gnk

 

:2:26

 

 

n=0 k=1funk

 

gnkgvnk

 

 

unk

 

 

 

 

X X

 

8

dunk

 

 

pnk9 vnk

 

r ' = 0

 

 

 

dunk

 

 

 

 

= pnk

:2:27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

:

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=0 k=1

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =

0 1

k =

1 1

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$ % & '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) ! ) *: ) n k =

0 2 ,

n

k = 1 1 n k =

2 2 ! , ) -. )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, unk t 0 )

n

k 6=0 2 ,

n k

6=1 1 , n k 6=2 2:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ ' ! % & '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

t

+ a2 02u02 t = 2e 2t u02

= 0

 

 

du

 

 

 

 

= 00

 

 

 

d u

02

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

d2u11t

+ a2 11u11 t = 0 u11

= 1

 

 

du11

 

= 00

 

 

 

 

dt2

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

u

 

 

t

+ a2 22u22 t = 0 u22 0 = 0

 

 

 

du

 

 

 

 

= 2

 

 

 

d

22

 

 

 

22

 

 

 

 

 

dt2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

, 1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 "e

 

2t

cos aq 02t +

 

sin aq 02t #

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u02t =

 

 

a 02

 

 

:2:28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 + a2 02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u11t = c os a 11t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:2:29

 

 

u22t = 2 sin ap

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:2:30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ap 22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

252

q

 

 

20

 

q

 

=

12

 

q

 

=

24

 

02 =

 

11

 

22

:

 

 

 

b

 

 

 

 

b

 

 

 

 

b

 

4.2.28 | 4.2.30 unk t 0 n k 6= 0 2 , n k 6= 6= 1 1 n k 6= 2 2 4.2.21 4.2.6 | 4.2.10 :

 

 

 

 

 

 

 

2 "e 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinaq 02t # J0 q 02 r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosaq 02t +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a 02

 

 

 

u r ' t =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 + a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 sinap

 

 

 

 

t J4 p

 

r cos 4'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

22

 

 

 

+ cosaq 11t J2 q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 r cos 2' +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ap

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t sin x cos 2y + 4 sinap

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 u x y t = 2 cosap

 

 

 

17

t sin x cos 4y +

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ap17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

sin 2x cos 4y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2ap5t cos 2ap5t + e

#

 

 

 

 

 

 

+3 "

2ap

 

 

 

 

 

1 + 20a2

 

:

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"e 2

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinaq 02t # J0 q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

cosaq 02t +

 

02 r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a 02

+

 

2 u r ' t =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 + a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 sinap

 

t J4 p

 

r cos 4'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

22

 

 

 

+ cosaq 11t J2 q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 r cos 2' +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ap

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q nk =

 

 

| k-& ' ( ) J2n = 0

 

J2n x |

 

b

 

k

 

 

 

 

 

* '+ ) , ) 2n-

 

 

) ' .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2.1. - & (-' & ) -

)

@2u = a24u + f @t2

) ( ' ' ' . ) , ' ' 2.8.1, ( . )

@u

u t=0= g 253@t t=0= p:

1.

u

0

= u

= uy

y=0

= u

y= 2

= 0

 

 

 

 

 

x=

 

 

 

 

 

 

 

 

f x y t = 2 sin x cos y e t

g x y = sin 2x cos 3y

 

p x y = 3 sin x cos 3y:

 

 

 

 

 

2.

u '=0= u' '= 4= u r=b= 0

 

 

 

 

 

f r ' t = 2J 2 r=b sin 2' t

g r ' = J

6 r=b sin 6'

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

 

6

2

 

p r ' = 3J2 22 r=b sin 2':

 

 

 

 

3.

ux x=0= u x= 2= uy y=0= uy y= = 0

 

 

 

f x y t = 3 cos x cos y e 2t

g x y = 2 cos 3x cos 2y

 

p x y = cos x cos 2y:

 

 

 

 

 

4.

u '=0= u '= 3= ur r=b= 0

 

 

 

 

 

f r ' t =

J

3 r=b sin 3'

t

g r ' = J

6 r=b sin 6'

 

 

 

 

3

1

 

 

 

 

6

 

2

 

p r ' = 2J 3 r=b sin 3':

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

5.

ux x=0= ux x= = u y=0= uy y= 2= 0

 

 

 

f x y t = cos 2x sin y

t + 1

g x y = 3 cos x sin 3y

 

p x y = 2 cos 2x sin 3y:

 

 

 

 

 

6.

u' '=0= u '= 2= u r=b= 0

 

 

 

 

 

f r ' t =

J

1 r=b cos '

e t

g r ' = J

3 r=b cos 3'

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

3

1

 

p r ' = 2J1 11 r=b cos ':

 

 

 

 

7.

u x=0= ux x= 2= u y=0= u y= = 0

 

 

 

 

f x y t = 2 sin x sin 2y

t

g x y = sin 3x sin y

 

p x y = 3 sin x sin y:

 

 

 

 

 

8.

u' '=0= u' '= = u r=b= 0

 

 

 

 

 

f r ' t = J1 21 r=b cos '

t

g r ' = J2 12 r=b cos 2'

 

p r ' = 3J1 11 r=b cos ':

 

 

 

 

254

9.

u 0 = u x= = uy y=0= uy y= = 0

 

 

 

 

 

f x y t = 2 sin 2x cos y e

t

g x y = 3 sin x cos 2y

 

p x y = sin 2x cos 2y:

 

 

 

 

 

 

10.

u '=0= u' '=

 

3= ur r=b= 0

 

 

 

 

 

 

 

f r ' t = 2J

 

3=2 r=b sin 3'=2 t

 

 

 

 

 

 

 

 

3=2

1

 

 

 

 

 

 

 

g r ' = J

5=2

5=2 r=b sin 5'=2

p r ' = J

 

3=2 r=b sin 3'=2 :

 

 

 

2

 

 

 

3=2

 

2

11.

ux x=0= ux x=

2= u y=0= uy y=

2= 0

 

 

 

 

f x y t = cos x sin y e 2t

g x y = 2 cos 3x sin 3y

 

p x y = 3 cos x sin 3y:

 

 

 

 

 

 

12.

u '=0= u '=

 

2= u r=b= 0

 

 

 

 

 

 

 

f r ' t =

J

 

2 r=b sin 2'

e t

g r ' = 2J

4 r=b sin 4'

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

4

1

 

p r ' = J2 22 r=b sin 2':

 

 

 

 

 

13.

ux x=0= ux x= = u y=0= u y= = 0

 

 

 

 

 

f x y t = cos x sin 2y t

g x y = cos 2x sin y

 

p x y = 2 cos x sin y:

 

 

 

 

 

 

14.

u' '=0= u '= = ur r=b= 0

 

 

 

 

 

 

 

f r ' t =

J

 

 

1=2 r=b cos '=2

e t

 

 

 

 

 

 

1=2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

g r ' = J

3=2

3=2 r=b cos 3'=2

p r ' = 2J

 

1=2 r=b cos '=2 :

 

 

 

1

 

 

 

 

1=2

2

15.

u x=0= ux x=

 

2= uy y=0= u y=

2= 0

 

 

 

 

f x y t = 2 sin 3x cos y t + 1

g x y = 2 sin x cos 3y

 

p x y = sin 3x cos 3y:

 

 

 

 

 

 

16.

u' '=0= u' '=

 

4= u r=b= 0

 

 

 

 

 

 

f r ' t =

J

 

4 r=b cos 4'

e t

g r ' =

J

4 r=b cos 4'

 

 

 

4

 

2

 

 

 

4

1

p r ' = J2 18 r=b cos 8':

255

17. u

0

= u

x=

= u

y=0

= uy

y= 2

= 0

 

 

 

 

 

f x y p x y

18. u '=0=

t = 2 sin 2x sin y e 2t = 3 sin 2x sin 3y:

u' '= 2= u r=b= 0

f r ' t = J

1 r=b sin ' t

1

2

p r ' = 2J1 11 r=b sin ':

g x y = sin x sin 3y

g r ' = J3 13 r=b sin 3'

19.

ux x=0= u x=

2= u y=0= u y= = 0

 

 

 

 

 

f x y t = 2 cos x sin 2y e t

g x y = cos 3x sin y

 

p x y = 3 cos x sin y:

 

 

 

 

 

 

20.

u '=0= u '= = ur r=b= 0

 

 

 

 

 

 

 

f r ' t = 2J

1 r=b sin '

t

g r ' = J

2 r=b sin 2'

 

 

 

 

1

2

 

 

2

1

 

 

p r ' = J

1

1 r=b sin ':

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

21.

ux x=0= ux x= = uy y=0= u y=

2= 0

 

 

 

 

 

f x y t = 2 cos 2x cos y t

g x y = cos x cos 3y

 

p x y = 3 cos 2x cos 3y:

 

 

 

 

 

 

22.

u' '=0= u '=

4= ur r=b= 0

 

 

 

 

 

 

 

f r ' t =

J

2 r=b cos 2'

e

2t

g r ' = 2J

6 r=b cos 6'

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

6

1

 

p r ' = 2J 2 r=b cos 2':

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

23.

u x=0= ux x=

2= uy y=0= uy y= = 0

 

 

 

 

 

f x y t = 2 sin x cos y e t

g x y = sin 3x cos 2y

 

p x y = 3 sin x cos 2y:

 

 

 

 

 

 

24.

u' '=0= u' '=

 

3= u r=b= 0

 

 

 

 

 

 

 

f r ' t =

J

3 r=b cos 3' e t

g r ' = 2J

6 r=b cos 6'

 

 

 

3

 

2

 

 

 

6

 

1

p r ' = 2J3 13 r=b cos 3':

256

25.

u 0 = u x= = u y=0= u y= = 0

 

 

 

 

 

 

f x y t = 2 sin x sin y t

g x y = sin 2x sin y

 

 

p x y = 3 sin x sin 2y:

 

 

 

 

 

 

 

26.

u '=0= u' '= = ur r=b= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

f r ' t = 2J

 

1=2 r=b sin '=2

t

 

 

 

 

 

 

 

1=2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

g r ' = J

3=2

3=2 r=b sin 3'=2 p r ' = J

 

 

1=2 r=b sin '=2 :

 

 

1

 

 

 

1=2

 

2

27.

ux x=0= u x=

2= uy y=0= u y=

2= 0

 

 

 

 

 

 

f x y t = 2 cos x cos 3y e

t

g x y = cos 3x cos y

 

p x y = 3 cos x cos y:

 

 

 

 

 

 

 

28.

u '=0= u '=

4= ur r=b= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

f r ' t = 2J 4 r=b sin 4'

e t

g r ' =

J

8 r=b sin 8'

 

 

 

4

 

1

 

 

 

 

8

 

2

 

p r ' = 3J 4 r=b sin 4':

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

29.

ux x=0= ux x= = uy y=0= uy y= = 0

 

 

 

 

 

 

f x y t = 2 cos x cos 2y

t

g x y = cos 2x cos y

 

p x y = 3 cos x cos y:

 

 

 

 

 

 

 

30.

u' '=0= u '=

3= u r=b= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

f r ' t = J

 

3=2 r=b cos 3'=2 e 2t

 

 

 

 

 

 

3=2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

g r ' = J3=2 23=2 r=b cos 3'=2 p r ' = 2J3=2 33=2 r=b cos 3'=2 :

4.2.2.

1 - !

" # ! $ !% #" % $ $ $

 

D = f x y z : 0 x 0 y =2 0 z g

 

@2u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@t2 = a24u + f x y z t x y z 2 D t 0

4:2:31

( " )% #( !% @D, $ % 2.8.2 2.8.30 , 2.8.31 :

257

 

 

@u

@u

@u

= u z= = 0

u

0

= u x= = @y y=0= @y y= 2= @z z0

u t=0= g x y z = 3 sin 2x cos 2y cos 3z=2

4:2:32

4:2:33

 

@u

 

= p x y z = 2 sin x cos 2y cosz=2 x y z 2 D

4:2:34

 

@t

t=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x y z t = sin x cos 4y cos 3z=2 e

2t:

4:2:35

 

 

 

 

 

2 -

-

! "

 

 

 

 

 

 

D = f r ' z : 0 r b 0 ' 2 0 z hg

 

 

 

@2u

= a24u + f r ' z t r ' z

2 D t

0

4:2:36

 

 

@t2

@D, ! 2.8.2 2.8.32 , 2.8.33 :

 

 

@u

 

=

@u

 

=

@u

 

= 0

 

 

@z z=0

 

@z z=h

 

@r r=b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

12 r1

 

 

 

 

u t=0= g r ' z = J2 B

b

C cos 2' cos z=h

 

 

 

 

@

A

 

 

 

@u

 

 

 

0

11 r1

 

 

 

 

@t

 

t=0= p r ' z = 2J1 B

 

b

C cos '

r ' z 2 D

 

 

@

 

A

 

 

 

 

 

 

0

1 r1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f r ' z t = J1 B

2

C sin ' cos z=h t + 1

 

 

@

b

A

 

 

 

 

 

4:2:37

4:2:38

4:2:39

4:2:40

n

 

0

Jn x | -" . n-

k

| k- Jn = 0

! .

 

 

 

3 -

-

! "

 

 

D = f r ' z : 0 r b 0 ' =2 0 z hg

 

 

@2u

= a24u + f r ' z t r ' z 2 D t 0

4:2:41

 

@t2

 

 

 

 

258

@D, 2.8.2 2.8.34 , 2.8.35 :

 

 

 

 

 

 

@u

 

=

@u

 

 

 

= u

 

 

= u

 

 

= u

 

 

= 0

4:2:42

 

 

 

 

 

 

@' '=0

 

@' '= =2

 

 

 

r=b

 

z=0

 

 

z=h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

= g r ' z = 3J2 0 22 r1 cos 2' sin 3 z=h

4:2:43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t=0

 

 

 

 

 

B

 

b

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@u

 

 

= p r ' z =

J4 0 14 r1 cos 4' sin z=h r ' z 2 D 4:2:44

 

 

 

 

 

 

 

 

@

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@t

t=0

 

 

 

 

 

 

B

b

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f r ' z t = 2J2 0 12 r1 cos 2' sin z=h

 

 

 

 

 

 

 

4:2:45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

b

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

| k-" J

= 0

J

 

x | #$ %

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

2n- .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

1 ' ( ) 4.2.31 | 4.2.35 ) *

. + ,-

) * 4.25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u x y z t =

 

 

 

 

 

 

unkm t vnkm x y z

4:2:46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1 k=0 m=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X X X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

#$

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vnkm x y z = sinnx cos 2ky cos

2m + 1

z

!

4:2:47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

) 2- |3 , - -

)- - -

 

 

- )

4 - -

 

-

4.2.31

 

 

 

4.2.32 . 6- )

2-

|3 (

 

2.8.2, /

 

 

 

 

) nkm

 

 

 

 

 

#

2.8.46 , - -

 

 

 

 

/

#$ 5-

#

" 2.8.47 . 7 )

 

 

8##$ -

unkm t 5-

(

) 9 ( 4.32 | 4.34 . : ( " )-

8##$ - ; fnkm t, gnkm, pnkm ) * " / #$ 4.26 | 4.28 4- /-5 4.29 | 4.31 .

259

 

 

4.2.35 sin x cos 4y cos 3z=2 = v121 x y z | -

 

, :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f121 t = e

2t

 

 

fnkm t 0

#

n k m 6= 1 2 1:

 

% 4.2.33 , 4.2.34

sin 2x cos 2y cos 3z=2 = v211 x y z

sin x cos 2y cosz=2

=

v110 x y z |

, -

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g211 = 3

gnkm = 0

#

n k m 6= 2 1 1

 

 

 

 

p110 = 2

pnkm = 0

#

n k m 6= 1 1 0:

 

& ' , ( ) (

* +

4.32 | 4.34 #

n k m 6=

6= 1 2 1 n k m 6= 2 1 1 , n k m 6= 1 1 0

, ' -.

( , :

 

 

 

 

 

 

 

unkm t

 

0 #

 

 

n k m 6=1 2 1

n k m 6=2 1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n k m 6=1 1 0:

 

 

 

 

 

 

4:2:48

& ) (

* + , '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

t

+ a2 121u121 t = e 2t

u1210 = 0

du

 

0 = 01

4:2:49

d u

121

121

dt2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

d2u211 t

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u2110 = 3

du2110

= 01

4:2:50

dt2

 

+ a 211u211 t = 0

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

t

+ a2 110u110 t = 0

u1100 = 0

du

 

0

= 2:

4:2:51

d u

110

110

dt2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

3 + ,

) ( 4.2.49 | 4.2.51 '

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinaq 121t cosaq 121t + e

2t

 

 

 

 

 

 

ap

 

 

 

 

 

u121 t =

121

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 + a2 121

 

 

 

 

 

 

 

4:2:52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u211 t = 3 cosap

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

211

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 sinap

 

t :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u110 t =

110

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ap 110

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

260