
УРАВНЕНИЯ С ЧАСТНЫМИ ПРОИЗВОДНЫМИ в примерах и задачах-объединены
.pdfОТВЕТЫ К ПРИВЕДЕННЫМ ЗАДАЧАМ.
Типы уравнений 1.1. Эллиптический. 1.2. Гиперболический. 1.3. Параболический.
1.4. Эллиптический. 1.5. Гиперболический. 1.6. Гиперболический. 1.7. Параболический.1.8. Эллиптический. 1.9. Гиперболический. 1.10. Эллиптический. 1.11. Эллиптический. 1.12. Гиперболический.
1.13. ξ = 2y + x, |
|
|
η = x, |
|
эллиптический, |
, |
|
∂2u |
+ |
|
∂2u |
= F (ξ, η, u, ∂u |
, |
∂u ). |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
|
∂η |
|
|
|
∂ξ |
|
∂η |
|||||||||
1.14. ξ = 3x − 2y, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂2u |
|
|
|
|
∂u |
∂u |
|||||||||
η = 2x + y, |
гиперболический, |
|
|
|
|
|
|
|
= F (ξ, η, u, |
|
, ∂η ). |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
∂ξ∂η |
∂ξ |
|||||||||||||||||||||||||||||||
1.15. ξ = 5x + y, |
|
|
η = x, |
|
параболический, |
|
|
∂2u2 = F (ξ, η, u, ∂u , |
∂u ). |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
∂η |
|
|
|
|||||||
1.16. ξ = ex, |
η = y, |
эллиптический, , |
∂2u |
+ |
∂2u |
|
= F (ξ, η, u, |
∂u , |
∂u ). |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
2 |
2 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
∂η |
|
|
|
|||||
1.17. ξ = x |
2 |
|
|
|
y |
|
|
η = x, |
|
|
|
|
|
|
|
|
∂2u |
= F (ξ, η, u, |
∂u |
∂u |
|
|
|
|||||||||||||
|
− 2e |
, |
|
|
параболический, |
|
|
∂η2 |
∂ξ , |
∂η ). |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2, |
гиперболический, |
|
|
|
|
∂2u |
|
|
|
∂u |
|
∂u |
||||||||||||
1.18. ξ = y − x |
, |
|
|
η = x |
|
+ y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= F (ξ, η, u, ∂ξ |
, |
∂η ). |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ∂η |
||||||||||||||||||||
1.19. ξ = cosx + y3, |
η = x, |
|
параболический, |
|
|
|
∂2u2 |
|
= F (ξ, η, u, ∂u , ∂u ). |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
∂η |
|
|
|
|||
1.20. ξ = xy, |
η = 2x, |
|
эллиптический, |
, |
∂2u |
+ |
∂2u |
|
|
= F (ξ, η, u, ∂u , ∂u ). |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
2 |
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ ∂η |
|
|
||||
|
|
x |
− y |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂2u |
|
|
|
∂2u ∂2u |
|||||||
1.21. ξ = 2e |
|
|
, |
η = x + y, |
гиперболический, |
|
|
|
|
|
|
= F (ξ, η, u, ∂ξ2 |
, ∂2η ). |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
∂ξ∂η |
||||||||||||||||||||||||||||||
1.22. ξ = eycosx, |
|
|
η = ey |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂2u |
|
= F (ξ, η, u, ∂u |
, ∂u ). |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
гиперболический, |
|
|
|
∂ξ∂η |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
∂η |
|
|
|
81
1.23. ξ = cosx − siny, |
η = x, |
|
|
|
|
|
∂2u |
|
|
|
|
∂u |
, |
∂u |
|
|
||||||||
параболический, |
|
|
∂η2 |
= F (ξ, η, u, ∂ξ |
∂η ). |
|
||||||||||||||||||
1.24. ξ = 2x − y, |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
∂2u |
|
|
|
|
|
∂u |
|
∂u |
|
|||||
|
η = x + y , |
|
|
|
|
|
|
= F (ξ, η, u, |
|
, |
∂η ). |
|||||||||||||
|
гиперболический, |
|
∂ξ∂η |
∂ξ |
||||||||||||||||||||
1.25. ξ = tgy − x, |
|
η = x; |
|
|
|
∂2u |
|
|
|
|
|
|
|
|
∂u |
∂u |
|
|
|
|
|
|||
|
параболический, |
|
∂η2 |
= F (ξ, η, u, ∂ξ , |
∂η ). |
|
|
|
|
|||||||||||||||
1.26. ξ = cosy, |
η = sinx; |
эллиптический, |
∂2u2 + ∂2u2 |
|
= F (ξ, η, u, |
∂u , |
∂u ). |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
∂η |
|
|
||||
|
1 |
|
η = x, |
|
|
|
∂2u |
|
|
|
|
|
|
|
∂u |
∂u |
|
|
|
|
|
|||
1.27. ξ = lny − x , |
|
параболический, |
|
∂η2 |
|
= F (ξ, η, u, ∂ξ , |
∂η ). |
|
|
|
|
|||||||||||||
1.28. ξ = y + ctgx, |
η = x, |
параболический, |
∂2u2 |
|
= F (ξ, η, u, ∂u |
, ∂u ). |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
∂η |
|
|
|
|
|
||
1.29. ξ = 2y + e−2x, |
η = e−2x, |
эллиптический, |
|
∂2u |
+ |
|
∂2u |
= F (ξ, η, u, |
∂u |
, |
∂u ). |
|||||||||||||
|
|
|
2 |
2 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
∂ξ |
|
∂η |
||||
1.30. ξ = ctgy, |
η = tgx, |
эллиптический, |
∂2u2 + |
∂2u2 = F (ξ, η, u, ∂u , |
∂u ). |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
∂η |
|
|
||||
1.31. ξ = ysinx, |
η = x, |
параболический, |
∂2u2 = F (ξ, η, u, ∂u , ∂u ). |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ ∂η |
|
|
|
|
|
|
||
y |
|
|
|
|
y, |
гиперболический, |
|
|
|
|
∂2u |
|
|
∂u |
∂u |
|||||||||
1.32. ξ = x − e |
, |
η = 2x − e |
|
|
|
|
|
|
|
|
= F (ξ, η, u, |
∂ξ , |
∂η ). |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ∂η |
|||||||||||||||||
1.33. ξ = y + 2 |
|
η = |
1 |
эллиптический, |
∂2u2 + |
∂2u2 |
|
= F (ξ, η, u, ∂u |
, ∂u ). |
|
|
|||||||||||||
x, |
|
|
|
x, |
∂ξ |
|
∂η |
|
|
|
|
|
∂ξ |
∂η |
|
|
|
|||||||
1.34. ξ = 2x − siny, |
η = y, |
|
|
∂2u |
+ |
∂2u |
|
|
|
|
∂u |
, |
∂u |
|||||||||||
параболический, |
∂ξ2 |
|
∂η2 = F (ξ, η, u, |
∂ξ |
∂η ). |
|||||||||||||||||||
1.35. ξ = y − lnsinx, |
η = x, |
|
|
|
∂2u |
|
|
|
|
∂u |
∂u |
|
|
|||||||||||
параболический, |
|
∂η2 = F (ξ, η, u, |
∂ξ , |
∂η ). |
|
82

1.36. ξ = lncosy, |
η = lnsinx, |
эллиптический, |
∂2u |
+ |
∂2u |
= F (ξ, η, u, ∂u , ∂u ). |
||||||||||||||||||
2 |
2 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
|
|
∂η |
|
∂ξ |
∂η |
|
|
|
|
|
arctg xy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1.37. ξ = e |
x |
2 |
+ y |
2 |
, η = x − y, гиперболический, |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
∂u |
|
|
∂u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
∂ u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
= F (ξ, η, u,p |
, |
|
|
). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
∂ξ∂η |
|
|
∂ξ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1.38. ξ = xy, |
η = 3y |
|
èëè |
ξ = lny + 21ln(x2 + 9), |
|
|
η = arctgx3 , эллипти- |
|||||||||||||||||
ческий, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
∂2u2 + |
∂2u2 = F (ξ, η, u, ∂u , ∂u ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
∂ξ |
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂2u |
|
∂u |
∂u |
||||
1.39. ξ = |
|
− lnx, |
|
|
|
η = x − y, |
гиперболический, |
|
|
|
|
|
= F (ξ, η, u, ∂ξ , |
∂η ). |
||||||||||
x2 |
|
|
|
|
∂ξ∂η |
|||||||||||||||||||
1.40. ξ = xy + lnx, |
|
|
η = x + y, |
гиперболический, |
|
|
∂2u |
|
= F (ξ, η, u, ∂u , ∂u ). |
|||||||||||||||
|
|
|
∂ξ∂η |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
∂η |
Канонический вид:
1.41. ξ = x − t, η = x, |
∂2u |
= 0. |
∂ξ∂η |
1.42. ξ = x + y, η = y, |
∂2u |
= 0. |
2 |
||
|
∂η |
1.43. ξ = x + 2y, η = x, ∂∂η2u2 − 12 ∂u∂η = 0.
1.44. ξ = 4x + y, η = 2x + y, ∂ξ∂η∂2u − 12 ∂u∂ξ = 0.
1.45. ξ = x + y, η = x, |
∂2u |
+ |
∂2u |
+ ∂u = 0. |
2 |
2 |
|||
|
∂ξ |
|
∂η |
∂η |
83

1.46. ξ = x − y, η = x + 3y, |
∂2u |
+ |
1 |
∂u |
= 0. |
∂ξ∂η |
4 |
∂η |
1.47. ξ = 2y − x, η = y, ∂∂ξ2u2 + ∂∂η2u2 + ∂u∂η = 0.
1.48. ξ = x + 3y, η = x, ∂∂η2u2 + 13 ∂u∂η = 0.
1.49. ξ = x + 2y, η = 3x + 2y, ∂ξ∂η∂2u − 14 ∂u∂η = 0.
1.50. ξ = y − 3x, η = x, ∂∂η2u2 + ∂u∂η = 0.
1.51. ξ = x + 2y, η = 3x, ∂∂ξ2u2 + ∂∂η2u2 + 16(∂u∂ξ + ∂u∂η ) = 0.
1.52. ξ = 2x − y, η = x, ∂∂η2u2 + ∂u∂η = 0.
1.53. ξ = x − 5y, η = x − y, |
∂2u |
+ |
1 |
∂u |
= 0. |
∂ξ∂η |
4 |
∂η |
1.54. ξ = x + y, η = x − y, ∂∂ξ2u2 + ∂∂η2u2 + 2∂u∂η = 0.
1.55. ξ = 2x + 3y, η = x, ∂∂η2u2 + 13 ∂u∂η = 0.
1.56. ξ = x + 2y, η = 2x + y, |
∂2u |
+ |
∂2u |
+ 2 |
∂u = 0. |
2 |
2 |
||||
|
∂ξ |
|
∂η |
|
∂η |
1.57. ξ = x + 3y, η = 2x − y, |
∂2u |
+ |
∂u |
= 0. |
∂ξ∂η |
∂ξ |
84
1.58. ξ = x + y, |
|
|
η = y, |
|
∂2u |
+ (α + β)∂u |
+ β |
∂u |
+ cu = 0. |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
||||
1.59. ξ = x + y, |
|
|
η = 3x − y, |
|
∂2u |
|
+ |
1 ∂u |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
∂ξ∂η |
2 ∂ξ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
1.60. ξ = x + 3y, |
|
|
η = x + y, |
|
∂2u |
|
+ |
1 ∂u |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
∂ξ∂η |
2 ∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
1.61. ξ = xy, η = y |
∂2u |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
∂ξ∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1.62. ξ = ln(x + √ |
|
|
|
|
|
η = ln(y + p |
|
|
|
|
|
∂2u |
|
∂2u |
|
|||||||||||||||||||||||||
x2 + 1), |
|
y2 + 1), |
+ |
= 0. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
∂ξ2 |
∂η2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
η = y − x |
2, |
|
|
|
|
|
∂2u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
1.63. ξ = y + x |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
1.64. ξ = x3y, |
|
η = y, |
|
∂2u |
|
+ |
|
|
4 |
|
∂u∂η = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
∂η2 |
3η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
1.65. ξ = x + y |
2 |
, |
|
η = x − y |
2, |
|
|
|
|
|
∂2u |
|
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
1.66. ξ = x, |
η = x + ey, |
|
|
|
∂2u |
|
+ ∂u |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
∂ξ∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1.67. ξ = x + y2, |
|
η = x, |
|
|
|
∂2u |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2, |
|
|
|
∂2u |
∂2u |
|
1 ∂u |
|
|
|
1 ∂u |
||||||||||||||||||
1.68. ξ = x |
|
− y |
, |
|
η = x |
|
|
|
|
|
∂ξ2 |
+ ∂η2 |
+ |
|
∂ξ |
+ |
|
|
∂η = 0. |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ξ−η |
2η |
||||||||||||||||||||||||||||||||
1.69. ξ = x + siny, η = x, |
|
|
|
∂2u |
+ η |
∂u = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85
|
|
|
|
|
|
|
η = x − y − cosx, |
|
∂2u |
|
1 |
ξ+η |
|
∂u |
− |
∂u |
||||||||||||||||||||||||||||
1.70. ξ = x + y + cosx, |
|
|
|
+ |
4cos |
2 |
( |
|
∂ξ ) = 0. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
∂ξ∂η |
∂η |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.71. ξ = x + cosy, |
η = x, |
|
|
|
∂2u |
|
+ 1 ∂u = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ∂η |
η ∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
∂2u |
|
− |
|
ξ ∂u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1.72. ξ = xy |
, |
|
η = x, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
∂η2 |
|
η2 ∂ξ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
1.73. ξ = xtg |
y |
|
η = x, |
|
|
|
∂2u |
= |
|
|
|
|
|
2ξ ∂u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
2 , |
|
|
|
|
∂η2 |
|
ξ2+η2 |
|
∂ξ ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
1.74. ξ = tgy, |
|
η = lnx, |
|
|
∂2u |
|
|
|
|
|
|
|
∂2u |
|
2ξ2 ∂u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
∂ξ2 |
+ |
|
|
∂η2 + |
|
|
|
|
|
∂ξ |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1+ξ2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.75. ξ = x + cosy, |
η = y, |
|
∂2u |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1.76. ξ = e |
y |
− 2x, |
η = e |
y |
− x, |
|
|
|
|
|
|
∂2u |
|
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
∂ξ∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
1.77. ξ = y2, |
|
η = 4x, |
|
∂2u |
+ |
∂2u |
|
+ 1 ∂u = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
|
|
|
|
∂η |
ξ ∂ξ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
1.78. ξ = y2 + 2ex, |
η = y, |
∂2u |
|
|
|
− η1 ∂u∂η = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
∂η2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
∂2u |
|
|
|
|
|
|
∂2u |
|
|
1 ∂u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1.79. ξ = y + x |
, η = x |
, |
|
∂ξ2 + |
∂η2 |
+ |
|
|
∂ξ |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
4η |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.80. ξ = 4x3 − 3y2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
6η2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
η = x, |
|
|
∂∂ηu2 |
+ |
|
∂u∂η |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
4η3−ξ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.81. ξ = 2x + siny, |
η = y, |
|
|
|
∂2u |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
86

1.82. ξ = x + 2e−y, η = 2x, |
∂2u |
+ |
∂2u |
= 0. |
2 |
2 |
|||
|
∂ξ |
|
∂η |
1.83. ξ = x + y + sinx, η = x − y − sinx, |
∂2u |
|
1 |
ξ+η |
|
∂u |
− |
∂u |
|
+ |
4sin |
2 |
( |
|
∂ξ ) = 0. |
||
∂ξ∂η |
∂η |
1.84. ξ = ytg |
x |
η = y, |
∂2u |
− |
2ξ ∂u |
= 0. |
|
2 , |
∂η2 |
ξ2+η2 |
∂ξ |
1.85. ξ = ychx, η = shx, ∂∂η2u2 + 1+1η2 (ξ ∂u∂ξ + η∂u∂ξ ) = 0.
1.86. ξ = ysinx, η = y, |
∂2u |
− |
2ξ |
∂u∂ξ = 0. |
∂η2 |
η2 |
1.87. ξ = x, η =
ξ = x − 2(−y)3 ,
3
2
23y32 ,
η = x + 2(−y)3
3
2 ,
|
1 ∂u |
= 0, |
y > 0, |
||||
|
3η |
∂η |
|||||
|
|
∂2u |
− |
1 |
|
(∂u∂ξ − ∂u∂η ) = 0, y < 0. |
|
|
|
∂ξ∂η |
(η− |
ξ) |
1.88. ξ = x, |
|
η = 2√ |
|
|
|
, |
|
|
∂2u2 |
+ |
|
∂u |
+ 2α−1 ∂u = 0, |
y > 0, |
|||||||||||||||||||||||||
|
y |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ |
|
|
|
∂η |
|
|
|
η |
∂η |
|
|
||||
ξ = x |
|
|
2√ |
|
|
|
|
, η = x + 2√ |
|
|
, |
|
∂2u |
+ |
|
α−21 |
(∂u |
∂u ) = 0, y < 0. |
|||||||||||||||||||||
− |
− |
y |
|
y |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
∂ξ∂η |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
η−ξ |
∂ξ |
− ∂η |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
η = y |
3 |
|
|
|
(x > 0, |
y < 0), |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
1.89. |
ξ = x2 , |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
(x < 0, |
y < 0), |
|
|
|||||||||||||
ξ = (−x)2 |
, |
|
|
η = (−y)2 |
, |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
∂2u |
|
|
|
|
∂u |
|
|
|
1 ∂u |
|
|
1 ∂u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
∂ξ2 |
+ |
|
|
+ |
|
|
|
∂ξ + |
|
|
|
|
∂η |
= 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
∂η2 |
3ξ |
3η |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
(x < 0, |
y > 0), |
|||||||||||||||
ξ = (−x)2 |
|
− y2 |
, |
η = (−x)3 + y2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
(x > 0, |
y < 0), |
|||||||||
ξ = x2 |
− (−y)2 |
, |
η = x2 |
+ (−y)2 |
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
∂2u |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
∂u |
|
|
|
|
|
|
∂u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
+ |
3 |
|
|
|
(η |
∂ξ − ξ |
∂η ) = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
∂ξ∂η |
η2−ξ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
1.90. ξ = |
√ |
|
, |
|
|
η = √ |
|
|
(x > 0, |
y > 0), |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
x |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
y |
|
|
87
ξ = √ |
|
|
|
|
|
η = √ |
|
|
, |
|
||||||||
−x |
|
(x > 0, y > 0), |
||||||||||||||||
, |
|
−y |
||||||||||||||||
∂2u |
∂2u |
|
1 ∂u |
|
1 ∂u |
= 0; |
|
|||||||||||
|
∂ξ2 |
+ ∂η2 − |
ξ ∂ξ |
− η ∂η |
|
|||||||||||||
ξ = √ |
|
|
|
|
|
|
η = √y (x < 0, |
y > 0), |
||||||||||
− |
x, |
|
||||||||||||||||
ξ = √ |
|
|
|
η = √ |
|
|
, |
(x < 0, |
y > 0), |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
x |
, |
|
−y |
|||||||||||||||
|
∂2u |
|
− |
∂2u |
− 1ξ ∂u∂ξ − η1 ∂u∂η = 0. |
|
||||||||||||
∂ξ2 |
∂η2 |
|
1.91.
à) u = ϕ(x − t) + ψ(x);
á) u = ϕ(x + y) + ψ(2x + y);
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
||
â) u = ϕ(x + 2y) + ψ(x + 2y)e2 ; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ã) u = ϕ(4x + y)ex+y2 + ψ(2x + y); |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y−x |
|
|
|
|
|
|
||
ä) u = ϕ(x − y) + ψ(x + 3y)e 4 ; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
å) u = ϕ(x + 3y) + ψ(x + 3y)e−x3 ; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x+2y |
|
|
|
|
|
||
æ) u = ϕ(x + 2y) + ψ(3x + 2y)e 4 ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||
ç) u = ϕ(y |
− |
3x) + ψ(y |
− |
3x)e−x; |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
è) u = ϕ(2x |
− |
y) + ψ(2x |
− |
y)e−x; |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ê) u = ϕ(x |
− |
5y)e−x−4 y + ψ(x |
− |
y); |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ë) u = ϕ(2x + 3y) + ψ(2x + 3y)e−x3 ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||
ì) u = ϕ(2x − y) + ψ(x + 3y)ey−2x; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
í) u = ϕ(3x |
− |
y) + ψ(x + y)e−3x2−y ; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
î) u = ϕ(x + 3y) + ψ(x + y)e−x+32 y ; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ï) u = ϕ(x) + ψ(x − ey)e−x; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ð) u = ϕ(x + cosy) 1 + ψ(x). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.92. ξ = x + y, η = 5x − y, |
|
∂2u |
|
+ |
1 ∂u |
= 0, |
u = ϕ(x + y) + ψ(5x − y)e− |
x+y |
|
||||||||
|
6 . |
||||||||||||||||
|
∂ξ∂η |
6 ∂η |
88
1.93. ξ = y, |
η = y − cosx, |
|
|
|
|
|
|
|
∂2u |
|
− ∂u∂η = 0, u = ϕ(y) + ψ(y − cosx)ey. |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
∂ξ∂η |
||||||||||||||||||
1.94. ξ = xy4, |
η = y, |
|
|
∂2u |
|
|
− η3 ∂u∂ξ |
= 0, |
u = ϕ(xy4)y3 + ψ(y). |
|
|||||||||||||||
|
∂ξ∂η |
|
|||||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
∂2u |
|
∂u |
|
|
2 |
|
2 |
x. |
||||||||
1.95. ξ = x |
|
+ y, η = x, |
|
|
|
|
|
− ∂η |
= 0, |
u = ϕ(x |
|
+ y) + ψ(x |
|
+ y)e |
|||||||||||
|
∂η2 |
|
|
||||||||||||||||||||||
1.96. ξ = xy, |
η = y, |
∂2u |
|
− η1 ∂u∂ξ = 0, |
u = yϕ(xy) + ψ(y). |
|
|
||||||||||||||||||
∂ξ∂η |
|
|
|||||||||||||||||||||||
1.97.ξ = xy2, |
η = x, |
∂2u |
− η1 ∂u∂ξ |
= 0, |
u = ϕ(xy2)x + ψ(x). |
|
|
||||||||||||||||||
∂ξ∂η |
|
|
|||||||||||||||||||||||
1.98.ξ = x2 + y, η = x, |
|
|
|
|
∂2u |
|
− η1 ∂u∂η = 0, u = ϕ(x2 + y)x2 + ψ(x2 + y). |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
∂η2 |
|||||||||||||||||||||
1.99. ξ = x3y, |
η = x, |
|
|
∂2u |
|
− η2 ∂u∂ξ |
= 0, |
u = ϕ(x3y)x2 + ψ(x). |
|
||||||||||||||||
|
∂ξ∂η |
|
|||||||||||||||||||||||
1.100. ξ = xy, |
η = y, |
|
|
∂2u |
− η3 ∂u∂ξ |
= 0, |
u = ϕ(xy)y3 + ψ(y). |
|
|
||||||||||||||||
|
|
∂ξ∂η |
|
|
|||||||||||||||||||||
1.101. ξ = y + sinx, η = x, |
|
|
|
|
∂2u |
− 2∂u∂η = 0, u = ϕ(ξ) + ψ(ξ)e2η. |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
∂η2 |
1.102. ξ = xy , |
η = y, |
∂2u |
− η1 ∂u∂ξ |
= 0, |
||||||
∂ξ∂η |
||||||||||
1.103. ξ = xy4, |
η = x, |
|
|
∂2u |
+ 1 |
∂u = 0, |
||||
|
∂ξ∂η |
|||||||||
|
|
|
|
η ∂ξ |
||||||
1.104. ξ = xy, |
η = y, |
|
∂2u2 |
+ 1 ∂u = 0, |
||||||
|
|
|
∂η |
|
η ∂η |
|
||||
1.105. ξ = xt, |
η = xt , |
|
∂2u |
− |
1 |
∂u∂η = 0, |
||||
∂ξ∂η |
2ξ |
u = ϕ(xy )y + ψ(y).
u = x1 ϕ(xy4) + ψ(x).
u = ϕ(xy)lny + ψ(xy).
|
√ |
|
|
u = ϕ(xt) + |
xtψ(x). |
||
|
|
|
t |
89
1.106. ξ = xy3, |
η = y, |
|
|
∂2u |
|
− η1 ∂u∂ξ |
= 0, |
u = ϕ(xy3)y + ψ(y). |
||
∂ξ∂η |
||||||||||
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
1 |
||
1.107. ξ = x, |
η = xy3, |
|
|
∂ u |
− |
∂u∂η = 0, |
u = ϕ(x) + x3 ψ(xy3). |
|||
∂ξ∂η |
3ξ |
|||||||||
1.108. ξ = xy2, |
η = y, |
|
∂2u |
|
− η3 ∂u∂ξ |
= 0, |
u = ϕ(xy2)y3 + ψ(y). |
|||
∂ξ∂η |
|
|
|
|
η = x−y −cosx, |
∂2u |
1 ∂u |
|
|
u = ϕ(ξ)e− |
η |
|
|||||||||||
1.109. ξ = x+ y + cos, |
|
|
|
+ |
2 ∂ξ |
= 0, |
2 + ψ(η). |
|||||||||||||||
|
∂ξ∂η |
|||||||||||||||||||||
1.110.ξ = x + y + cosx, |
η = x − y − cosx, |
|
∂2u |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
= 0, |
u = ϕ(ξ) + ψ(η). |
|
|||||||||||||||||
∂ξ∂η |
|
|||||||||||||||||||||
1.111. ξ = 2x − y + cosx, |
η = 2x + y − cosx, |
∂2u |
= 0, |
u = ϕ(η) + ψ(ξ). |
||||||||||||||||||
∂ξ∂η |
||||||||||||||||||||||
1.112. ξ = 2x − y + cosx, |
η = 2x + y − cosx, |
∂2u |
+ |
1 ∂u |
= 0, |
|
|
|||||||||||||||
∂ξ∂η |
4 ∂ξ |
|
|
|||||||||||||||||||
u=ϕ(η) + ψ(ξ)e−η4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1.113. ξ = x2y, |
η = xy, |
|
∂2u |
+ 1 ∂u = 0, |
u = |
|
1 |
ϕ(x2y) + ψ(xy). |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
∂ξ∂η |
η ∂ξ |
|
|
|
xy |
|
|
|
|
|
||||||
1 |
|
|
|
3 |
2 |
|
|
− η2 ∂u∂ξ = 0, u = η2ϕ(ξ) + ψ(η). |
|
|
||||||||||||
1.114. ξ = xy4 , |
η = xy4 , |
|
|
|
∂ u |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
∂ξ∂η |
|
|
||||||||||||||||||
1.115. ξ = x2 + y2, |
|
|
|
2 |
|
− η2 ∂u∂η − η3 = 0, |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
||||||||
η = x, |
|
|
|
∂∂ηu2 |
|
|
u = ϕ(ξ) + ψ(ξ)η3 + 10η |
; |
||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
∂2u |
1 ∂u |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
ξη |
|
|||
1.116. ξ = x, η = x |
|
+ y, |
|
|
|
|
+ η ∂ξ + 1 = 0, |
|
u = η |
ϕ(ξ) + ψ(η) − |
2 . |
|
||||||||||
|
|
|
∂ξ∂η |
|
|
Задача Коши.
1.117. u = 12t2 − xt − t.
90