Скачиваний:
0
Добавлен:
06.09.2025
Размер:
824.32 Кб
Скачать

Примеры

Пример 2

y2uxx 2xyuxy x2uyy 0

 

 

 

a y2 , b xy, c x2

b2 ac 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y2ξx xyξ y 0, yξ x xξ y 0,

dx

dy

,

 

 

 

 

y

x

 

 

 

xdx ydy 0, x2 y2

const,

ξ x2 y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ x2 y2

y

Примеры

uxx 4x2uξξ 2uξ

uxy 4xyuξξ 2xuξ

uyy 4 y2uξξ 4 yuξ u 2uξ

 

y2uxx 2xyuxy

x2uyy 0

 

y2 (4x2u 2u ) 2xy( 4xyu

2xu

)

 

ξξ

 

 

ξ

 

 

 

 

ξξ

 

ξ

 

x2 (4 y2u 4 yu

 

u

2u ) 0

 

 

 

 

ξξ

 

ξ

 

 

 

ξ

 

 

x

2u 2( y2

x2 )u 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

2( y2

 

x2 )

u

0

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

ξ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры

 

 

 

 

u

 

2( y2

x2 )

u 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

ξ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

y

2

y , x2 ξ y2 ξ 2

 

 

 

 

 

ξ x

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

u

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ

2

ξ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

ξ x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

uξ 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ 2

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры

Пример 3

(1 x2 )2 uxx uyy 2x(1 x2 )ux 0

 

 

a (1 x2 )2 , b 0, c 1 b2 ac (1 x2 )2 0

(1 x2 )2 x i(1 x2 ) y 0 (1 x2 ) x i y 0

dx

dy

,

arctg x iy const

1 x2

i

 

 

arctg x iy

ξ arctg x

y

Примеры

ux

 

uξ

, uxx

 

uξξ

 

2xuξ

, uyy u

 

x2

(1

x2 )2

(1

x2 )2

1

 

 

 

(1 x2 )2 uxx uyy 2x(1 x2 )ux 0

 

 

 

 

 

 

 

(1 x2 )2

 

 

 

uξξ

 

 

 

 

2xuξ

 

 

 

u

2x(1 x2 )

 

 

uξ

 

0

 

 

 

 

2

 

2

 

2

 

2

 

 

 

 

2

 

(1

x

)

 

(1 x

)

 

 

1

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uξξ u

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

ξ arctg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uξξ u 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Упрощение канонического уравнения

n

2

u2

n

u

 

i

 

bi

cu d 0

 

x

i 1

x

i 1

 

 

i

i

 

 

 

 

 

 

 

(коэффициенты уравнения предполагаются постоянными)

u( x) v( x)e 1x1 ... n xn

n

2

v

 

n

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εi x2 e 1x1

... n xn

2 iεi bi

 

 

 

e 1x1 ... n xn

x

 

 

i 1

 

i

 

i 1

 

 

 

i

 

 

 

n

2

bi i

 

 

x ... x

 

 

 

εi i

 

c ve 1 1

n n d 0

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Упрощение канонического уравнения

n

εi

i 1

2v n 2 iεixi2 i 1

 

v

 

n

2

bi

 

 

εi i

xi

 

 

i 1

 

 

 

x

... x

bi i

c v de

1 1

n n 0

 

 

 

 

Уравнение гиперболического или эллиптического типа

 

 

 

 

 

 

bi

 

 

n

 

 

 

2

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

εi

 

 

 

 

2

cv d 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

i 1

 

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение параболического типа

ε1 0, i 0

(i 2)

1

n

2

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2v

 

v

 

 

 

 

εi i

 

 

c , i

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b1 0 : 1

 

 

 

 

 

 

 

 

(i 2)

 

εi x2 b

 

d 0

b

 

 

 

i

 

 

x

1

i 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

i

 

1

 

 

 

 

 

 

bi

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

2

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εi

 

 

 

 

 

 

 

b1 0 : 1 0, i

 

 

 

 

 

(i 2)

 

 

 

2

cv d 0

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

Дистанционный курс высшей математики НИЯУ МИФИ

Уравнения математической физики. Приведение уравнений к каноническому виду. Лекция 1 завершена.

Спасибо за внимание!

Тема следующей лекции: Задача Коши для

одномерного волнового уравнения.

Лекция состоится в пятницу 24 октября В 12:00 по Московскому времени.

Соседние файлы в папке Лекции