
Vischa_Matematika
.pdf
32 Розв’язком рівняння |
u |
4 |
2u |
( 0 |
x |
3 , |
t 0 ), який задовольняє умовам |
|||
t |
x2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
u 0, t u 3, t 0 ,u x , 0 sin |
2 |
x |
, є функція: |
|
|
|||||
|
|
|
||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
б)
u x, t e |
|
16 2 |
t |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
9 |
|
sin 3 x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
2u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33 Розв’язком рівняння |
9 |
( 0 |
x 2 , |
t 0 ), який задовольняє умовам |
|||||||||||||||
t |
x2 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
u 0, t u 2, t 0, u x , 0 sin |
|
x , є функція:а) u x, t e |
|
9 2 |
t |
|
|
||||||||||||
2 |
4 |
|
sin |
2 x ; |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розв’язком рівняння
111

u |
|
2u |
( 0 x 4 , |
t 0 ),який задовольняє умовам u 0, t u 4, t 0,u x , 0 cos |
|
x 2 , є |
t |
|
x2 |
|
|
4 |
|
функція:
в) u x, t e |
2 |
x ; |
|
|
|
|
|
|
|
16 t sin |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
35 Розв’язком рівняння |
u |
4 |
2u |
( 0 |
x 6 , |
t 0 ), який задовольняє умовам |
|||
t |
x2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
u 0, t u 6, t 0,u x , 0 cos 6 x 3 , є функція:
36 Розв’язком рівняння
u |
9 |
2u |
( |
t |
|
x2 |
|
0 x |
6 , |
t 0 ), |
який
задовольняє
умовам
u 0, t u 6, t 0,u x , 0 cos 6 x 3 , є функція:
112

б) u x , t e |
2 |
x ; |
|
|
|
|
|
|
||
|
t sin |
|
|
|
|
|
|
|||
4 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
37 Роз’язком рівняння |
u |
9 |
2u |
( 0 |
x 8 , |
t 0 ), який задовольняє умовам |
||||
t |
x2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
u 0, t u 8, t 0 , u x , 0 cos 8 x 4 , є функція:
а)
u x, t e |
9 2 |
x ; |
|
|
|
t sin |
А . |
||
64 |
||||
|
|
|
8 |
|
113

38 Розв’язком рівняння |
u |
16 |
2u |
( 0 |
x 4 , |
t 0 ), який задовольняє умовам |
|
t |
x2 |
||||||
|
|
|
|
|
u 0, t u 4, t 0 , u x , 0 cos 4 x 2 , є функція:
в)
u x, t e 2t sin |
x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
39 Розв’язком рівняння |
u |
4 |
2u |
( 0 |
x 2 , |
t 0 ), який задовольняє умовам |
||
t |
x2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
u 0, t u 2, t 0,u x , 0 sin 32 x , є функція:
г)
u x, t e 9 2t sin 32 x ;
Г .
114

40 Розв’язком рівняння |
u |
16 |
2u |
( 0 |
x 3 , |
t 0 ), який задовольняє умовам |
|
t |
x2 |
||||||
|
|
|
|
|
u 0, t u 3, t 0,u x , 0 sin 3 x , є функція:
б)
u x, t e |
|
16 2 |
t |
|
|
9 |
|
sin |
3 x ; |
||
|
|
|
|
115

41 Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння коливань струни 2u 2u (
t 2 x2
0 x 5, |
t 0 ) при умовах: u 0, t u 5, t 0 , |
u x, 0 |
4 |
x 5 x , |
ut x, 0 0 . |
|
25 |
||||||
|
|
|
|
|
б) u x, t |
323 |
|
1 |
3 |
cos 2k 1 t sin 2k 1 x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 0 |
2k 1 |
5 |
5 |
|
Б . |
|
|
|
|
|
|
116 |
|
|
|
|
|
|

42 Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння коливань струни |
2u |
4 |
2u |
( |
||||
t |
2 |
x2 |
||||||
|
|
|
|
|
||||
0 x 4, t 0) при умовах: |
u 0, t u 4, t 0 , u x, 0 x 4 x , |
ut x, 0 0 . |
|
|
|
|
в)
u x, t |
128 |
|
1 |
|
|
2k 1 t sin |
2k 1 |
|
|
|
cos |
x ; |
|||||
3 |
|
3 |
4 |
|||||
|
|
k 0 |
2k 1 |
|
2 |
|
||
117 |
|
|
|
|
|
|
|
|

В .
43 . Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння коливань струни |
2u |
4 |
2u |
( |
|||
t |
2 |
x2 |
|||||
|
|
|
|
||||
0 x 6, |
t 0 ) при умовах: |
|
|
|
|
|
1 u 0, t u 6, t 0 ,u x , 0 3 x ,
1 6 x ,
3
|
|
|
k |
|
|
2k 1 |
а) u x, t |
8 |
|
1 |
|
cos |
|
2 |
|
2 |
3 |
|||
|
|
k 0 |
2k 1 |
|
0 x 3 ,
u x , 0 0 . t
3 x 6,
t sin 2k 1 x ; 6
44 Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння коливань струни
0 x 5, t 0 ) при умовах: u 0, t u 5, t 0 , u x, 0 0 , ut x, 0 v0 .
2u 4 2u (t2 x2
г)
u x, t |
10v0 |
|
1 |
|
|
2 2k 1 |
|
2k 1 |
|
|
|
sin |
t sin |
x ; |
|||||
2 |
|
2 |
5 |
5 |
|||||
|
|
k 0 |
2k 1 |
|
|
|
Г .
118

45 Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння коливань струни |
2u |
9 |
2u |
( |
||||
t2 |
x2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
0 x 4, t 0) при умовах: |
u 0, t u 4, t 0, |
u x, 0 0, |
ut x, 0 x 4 x . |
|
|
|
в)
u x, t |
512 |
|
1 |
|
|
3 2k 1 |
|
2k 1 x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin |
t sin |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
k 0 |
2k 1 |
4 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46 Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння коливань струни |
2u |
|
2u |
( |
|||||||||||||
t |
2 |
x2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 x 8, t 0 ) при умовах: u 0, t u 8, t 0, |
u x, 0 0, |
2x , |
|
|
0 x 4, |
||||||||||||
ut x, 0 |
x , |
|
4 x 8 . |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 8 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
119 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а) u x, t |
512 |
|
|
|
1 |
|
sin 2k |
1 t sin |
2k 1 x ; |
||||||||||||||||||
3 |
3 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
k 0 |
2k 1 |
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
||||
47 |
Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння теплопровідності |
||||||||||||||||||||||||||
0 x 6,t 0 ) при умовах: |
u 0, t u 6, t 0 , |
u x, 0 2x 6 x . |
|||||||||||||||||||||||||
б) |
u x, t |
576 |
|
|
1 |
|
|
|
e |
2k 1 2 2 |
t |
sin |
2k 1 |
x ; |
|
|
|
||||||||||
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
k 0 |
2k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|||
48 |
Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння теплопровідності |
||||||||||||||||||||||||||
0 x 4,t 0 ) при умовах: |
u 0, t |
u 4, t 0 , |
u x, 0 |
1 |
x 4 x . |
||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
в) |
u x, t |
64 |
|
|
1 |
|
|
|
2k 1 2 2 t |
sin |
|
2k 1 |
x ; |
|
|
|
|||||||||||
|
3 |
|
3 e |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
k 0 |
2k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
u 2u (t x2
u 4 2u (t x2
49 |
Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння теплопровідності |
u |
4 |
2u |
( |
|||||||||||||||||||||||||
t |
x2 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3x , |
|
0 x 3, |
|
|
|
|
|
|||
0 x 6,t 0 ) при умовах: |
|
u 0, t u 6, t |
0 , |
u x, 0 3 6 x , |
3 x 6 . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
u x, t |
72 |
|
|
1 k |
2k 1 2 2 t |
sin |
2k 1 |
x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
|
2 |
e |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
k 0 |
2k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
50 |
Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння теплопровідності |
u |
9 |
2u |
( |
|||||||||||||||||||||||||
t |
x |
2 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
x , |
|
0 x 4, |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 x 8, t 0 ) при умовах: |
u 0, t u 8, t |
|
4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
0, u x , 0 |
1 |
8 x , |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 x 8 . |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u x , t |
8 |
|
|
|
1 k |
|
|
9 2k 1 2 2 |
t |
|
2k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
г) |
|
|
e |
|
sin |
x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
2 |
k 0 |
2k 1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120