Kurs_vysshei_matematiki_UP_Berkov_N.A._2007-2
.pdfx = 0 x = l
u(x, t)|x=0 = ψ1(t), |
u(x, t)|x=l = ψ2(t). |
u(x, t)|x=0 = 0, |
u(x, t)|x=l = 0. |
|
|
dQ|x=0 = dQ|x=l = 0. |
|
|
|
|||
|
∂u |
∂u |
|
|
∂u |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dQ = −k |
∂n |
dS · dt, |
∂n |
x=0 |
= |
∂n |
x=l |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
∂u |
|
|
∂u |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
∂u |
= − |
∂u |
= 0; |
|||
∂n |
x=0 |
|
∂x |
x=0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
||
∂n |
x=l |
= |
∂x x=l |
= 0 |
|
0 |
|
|
|
l |
x |
∂u |
|
|
∂u |
|
|
|
|
|
|
|
|
∂x |
x=0 |
= 0, |
∂x |
x=l |
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
∂u |
|
|
|
∂u |
|
|
k |
∂x |
|
= q1(t), |
qi > 0 |
|
= q2(t). |
|
x=0 |
−k |
∂x |
x=l |
||||
|
|
|
|
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|
qi < 0
|
|
−π π |
sin kx |
|
|
bk |
|
|
|
|
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|
|
π |
|
bk = |
1 |
f (x) sin kx dx. |
|
|
|
||
π |
|
||
|
|
−π |
|
|
|
f (x) |
2π |
|
|
|
[−π, π] |
|
|
π |
|
|
π |
|
|
π |
a0 = |
1 |
f (x) dx, |
an = |
1 |
f (x) cos nx dx, |
bn = |
1 |
f (x) sin nx dx. |
|
|
|
||||||
π |
π |
π |
||||||
|
|
−π |
|
|
−π |
|
|
−π |
f (x) [a, b]
f (x)
[a, b]
[a, b]
I
[a, b]
f (x)
f (x)
2π
f (x)
S(x)
x0 x → x0
S(x0) = |
1 |
lim |
lim |
|
|||
|
|||
2 x→x0− f (x) + x→x0+ f (x) . |
−π |
−ππ |
0 π |
0 |
|
|
|
|||||
π |
|
|
0 |
|
π |
|
|
π |
|
|
π |
|
ϕ(x) dx = ϕ(x) dx + ϕ(x) dx = ϕ(−x) dx + ϕ(x) dx = |
||||||||||
π |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
= 0 |
ϕ(x) dx + 0 |
ϕ(x) dx = 2 |
ϕ(x) dx. |
|
|
|
|||||
−πϕ(xπ |
−π π |
0 |
|
ϕ(−x) = −ϕ(x) |
0 |
||||||
|
|
0 |
− |
||||||||
π |
|
0 |
π |
|
|
π |
|
|
π |
||
|
) dx = ϕ(x) dx + ϕ(x) dx = ϕ( x) dx + ϕ(x) dx = |
||||||||||
= − 0 ϕ(x) dx + 0 ϕ(x) dx = 0. |
|
|
|
|
f (x) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a0 |
ak |
|
|
|
|
|
|
|
π |
bk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a0 = 0, |
|
an = 0, |
|
bn = |
2 |
0 f (x) sin nx dx. |
||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
π |
∞
f (x) = bn sin nx.
n=1
|
|
π |
|
|
|
π |
|
|
a0 = |
2 |
0 |
f (x)dx, |
an = |
2 |
0 |
f (x) cos nxdx, |
bn = 0. |
|
|
|||||||
π |
π |
f (x) = a20 + ∞ an cos nx.
n=1
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
nπ |
. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
f x = n=1 bn sin |
l |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
f (x) |
|
|
|
|
|
2l |
||
|
|
|
l |
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
a0 = |
2 |
0 |
f (x)dx, |
|
an = |
2 |
0 f (x) cos |
nπ |
x dx, bn = 0. |
||||||
|
|
|
|
||||||||||||
l |
|
l |
l |
||||||||||||
|
|
|
|
a0 |
|
|
|
|
nπ |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
f x = |
2 |
+ n=1 |
an cos |
|
l |
x . |
|
|
|
|
∂2u |
+ 2 |
∂2u |
+ 2 |
∂2u |
|
= 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
∂x2 |
∂x∂y |
∂y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
∂2u |
− |
|
∂2u |
|
|
|
|
∂2u |
|
|
|
|
∂u |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
+ 4 |
|
|
|
|
= |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
∂x2 |
∂x∂y |
|
∂y2 |
∂y |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
∂2u |
− |
|
∂2u |
|
|
|
|
|
∂2u |
|
|
|
∂u |
− 5 |
∂u |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
+ 12 |
|
|
|
= 3 |
|
|
|
|
. |
|||||||||||||
|
∂x2 |
∂x∂y |
|
∂y2 |
∂x |
∂y |
||||||||||||||||||||||||||||
x2 |
|
∂2u |
− y2 |
∂2u |
|
|
∂u |
− y3 |
∂u |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
+ 3x |
|
|
= 0. |
||||||||||||||||||||||||
|
∂x2 |
∂y2 |
∂x |
∂y |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 ∂2u |
|
|
1 ∂2u |
|
|
|
|
∂u |
− xy |
∂u |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
+ |
|
|
|
= xy |
|
|
|
. |
|
|
||||||||||||||||||||
|
x2 ∂x2 |
y2 |
∂y2 |
∂x |
∂y |
|
|