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

Vischa_Matematika

.pdf
Скачиваний:
2173
Добавлен:
17.02.2016
Размер:
9.07 Mб
Скачать

б) u x, t

576

 

1

e

2k 1 2 2

t

sin

2k 1

x ;

 

3

 

3

36

 

 

 

 

 

k 0

2k 1

 

 

 

 

6

 

Розв’язок шукаємо у виді:

в) u x, t

576

 

1

 

 

k 2 2

t

 

k

 

e

 

sin

x ;

 

3

 

 

3

36

 

 

 

 

 

k 1

k

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 cos

 

 

 

2x sin

 

 

x 2 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

6

 

 

 

 

nx

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

Тобто:

 

 

 

 

 

 

An

2x 6

x sin

dx

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

6

3

n

3

 

n

2

 

n

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

6

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

u x, t

576

 

 

 

1

2k 1 2 2 t

sin

2k 1

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3

e

 

 

36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 0

2k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння теплопровідності

u

4

2u

(

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

3

 

2k 1 2 2 t

sin

2k 1

x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

e

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 0

2k 1

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язок шукаємо у виді:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 cos

 

 

 

2x sin

 

 

x 2 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

1

6

 

 

nx

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Тобто:

 

 

An

2x 6 x sin

dx

 

 

6

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

6

 

 

 

 

3

6

3

 

n

3

 

n

 

2

 

n

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

6

 

 

 

 

6

 

 

 

 

u x, t

64

 

1

2k 1 2 2 t

sin

2k 1

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

e

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 0

2k 1

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49 Методом Фур’є знайти розв’язок рівняння теплопровідності

 

 

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 .

 

 

 

 

31

 

 

 

u 4 2u (t x2

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

 

Розв’язок шукаємо у виді:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 cos

 

 

 

 

2x sin

 

 

 

x 2 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

6

 

 

 

nx

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тобто:

 

 

 

 

 

 

 

 

An

 

2x 6 x sin

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

6

 

3

n

3

 

n

2

 

 

n

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

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

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x ,

 

0 x 4,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 x 8,

t 0 ) при умовах:

u 0, t u 8, t 0,

 

u x ,

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

8

x ,

4 x 8 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u x , t

8

 

1 k

 

 

9 2k 1 2 2

t

 

 

2k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

 

 

sin

x ;

 

 

 

 

 

 

 

д) інша відповідь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

k 0

2k 1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язок шукаємо у виді:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 cos

 

 

 

 

2x sin

 

 

 

x 2 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

6

 

 

nx

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Тобто:

 

 

 

An

2x 6 x sin

dx

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

6

3

n

3

 

n

2

 

 

 

 

 

n

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

u x, t

72

 

1 k

 

2k 1 2 2 t

sin

2k 1

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2 e

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 0

2k 1

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51 Розв’язком задачі Діріхле для круга

2u

 

2u

0 ,

 

 

u

 

r R

Ax2

 

( A const , R -

 

 

 

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радіус круга) є функція:

 

 

б) u r ,

 

AR2

 

Ar 2

 

cos 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нехай в площині 0ху є коло радіусом R з центром на початку координат і на його окружності задана деяка функція f( ), де - полярний кут. Потрібно знайти функцію u(r, ), непреривну в колі, включаючи границю, задовільняючу

всередині кола рівнянню Лапласа

2U

 

2U

0 .

 

x2

 

x2

 

і на колі що приймає задані значення U r R f ( ) .

 

1

 

 

 

R

2

r

2

 

 

U (r,)

f (t)

 

 

 

 

 

dt .

2

R

2

2rRcos(t ) r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула називається інтегралом Пуассона. Шляхом аналізу цієї формули доводиться, що якщо формула f( ) неперервна, то функція U(r, ), визначена інтегралом задовільняє рівність (1 ) і при r R буде U(r, ) f( ), тобто U(r, )

являє собою рішення поставленої задачі Діріхле для кола.

 

A0

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

f t cos nt dt ,

 

 

f t sin nt dt ;

u r ,

 

An cos n Bn sin n r

 

,

An

 

Bn

 

 

2

 

Rn

Rn

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u r ,

AR2

 

Ar 2

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52 Розв’язком задачі Діріхле для круга

2u

 

2u

0 ,

u

 

r R

Ay2

( A const , R -

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радіус круга) є функція:

 

 

а) u r ,

 

AR2

 

 

Ar 2

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нехай в площині 0ху є коло радіусом R з центром на початку координат і на його окружності задана деяка функція f( ), де - полярний кут. Потрібно знайти функцію u(r, ), непреривну в колі, включаючи границю, задовільняючу

всередині кола рівнянню Лапласа

 

 

 

 

2U

 

2U

0 .

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

x2

 

 

 

і на колі що приймає задані значення U

 

r R f ( ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

R

2

r

2

 

 

 

 

U (r,)

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt .

2

R

2

2rRcos(t ) r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула називається інтегралом Пуассона. Шляхом аналізу цієї формули доводиться, що якщо формула f( ) неперервна, то функція U(r, ), визначена

33

інтегралом задовільняє рівність (1 ) і при r R буде U(r, ) f( ), тобто U(r, )

являє собою рішення поставленої задачі Діріхле для кола.

 

A0

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

n

 

 

f t cos nt dt ,

 

f t sin nt dt ;

u r ,

 

An cos n Bn sin n r

 

,

An

 

Bn

 

 

 

2

 

Rn

Rn

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u r ,

AR2

 

Ar 2

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53 Розв’язком задачі Діріхле для круга

2u

2u

 

 

 

r R Acos (

A const , R -

x2

y2

0 ,

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радіус круга) є функція:

 

 

в) u r ,

 

Ar

cos ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

Нехай в площині 0ху є коло радіусом R з центром на початку координат і на його окружності задана деяка функція f( ), де - полярний кут. Потрібно знайти функцію u(r, ), непреривну в колі, включаючи границю, задовільняючу

всередині кола рівнянню Лаплас

 

 

2U

2U

0 .

 

 

 

 

 

x2

 

 

x2

 

 

 

і на колі що приймає задані значення U

 

r R f ( ) .

 

 

1

 

 

 

R

2

r

2

 

 

 

U (r,)

f (t)

 

 

 

 

 

 

dt .

2

R

2

2rRcos(t ) r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула називається інтегралом Пуассона. Шляхом аналізу цієї формули доводиться, що якщо формула f( ) неперервна, то функція U(r, ), визначена інтегралом задовільняє рівність (1 ) і при r R буде U(r, ) f( ), тобто U(r, )

являє собою рішення поставленої задачі Діріхле для кола.

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

A0

n

 

 

f t

cos nt dt ,

 

 

f t sin nt dt ;

u r ,

 

 

An cos n Bn sin n r

 

,

An

 

Bn

 

 

2

 

Rn

Rn

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u r ,

Ar

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54 Розв’язком задачі Діріхле для круга

 

2u

 

2u

0 ,

u

 

r R

Acos2

 

( A const , R -

 

 

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радіус круга)є функція:

 

 

г) u r ,

A

 

Ar 2

cos 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нехай в площині 0ху є коло радіусом R з центром на початку координат і на його окружності задана деяка функція f( ), де - полярний кут. Потрібно

34

знайти функцію u(r, ), непреривну в колі, включаючи границю, задовільняючу

всередині кола рівнянню Лапласа

 

 

2U

2U

0 .

 

 

 

 

 

x2

 

 

x2

 

 

 

і на колі що приймає задані значення U

 

r R f ( ) .

 

 

1

 

 

 

R

2

r

2

 

 

 

U (r,)

f (t)

 

 

 

 

 

 

dt .

2

R

2

2rRcos(t ) r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула називається інтегралом Пуассона. Шляхом аналізу цієї формули доводиться, що якщо формула f( ) неперервна, то функція U(r, ), визначена інтегралом задовільняє рівність (1 ) і при r R буде U(r, ) f( ), тобто U(r, )

являє собою рішення поставленої задачі Діріхле для кола.

 

A0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

u r ,

An cos n Bn sin n r

n

,

An

f t cos nt dt ,

Bn

f t sin nt dt ;

2

 

Rn

Rn

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u r ,

A

 

Ar 2

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55 Розв’язком задачі Діріхле для круга

2u

 

2u

0 ,

u

 

r R Asin

( A const , R -

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

радіус круга) є функція:

б) u r ,

Ar

sin ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

Нехай в площині 0ху є коло радіусом R з центром на початку координат і на його окружності задана деяка функція f( ), де - полярний кут. Потрібно знайти функцію u(r, ), непреривну в колі, включаючи границю, задовільняючу

всередині кола рівнянню Лапласа

 

 

2U

2U

0 .

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

x2

 

 

 

і на колі що приймає задані значення U

 

r R f ( ) .

 

 

1

 

 

 

R

2

 

r

2

 

 

U (r,)

f (t)

 

 

 

 

 

 

dt .

2

R

2

2rRcos(t ) r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула називається інтегралом Пуассона. Шляхом аналізу цієї формули доводиться, що якщо формула f( ) неперервна, то функція U(r, ), визначена інтегралом задовільняє рівність (1 ) і при r R буде U(r, ) f( ), тобто U(r, )

являє собою рішення поставленої задачі Діріхле для кола.

35

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

A0

n

 

 

f t cos nt dt ,

 

f t sin nt dt ;

u r ,

 

 

An cos n Bn sin n r

 

,

An

 

Bn

 

 

 

2

 

Rn

Rn

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u r ,

 

Ar

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56 Розв’язком задачі Діріхле для круга

2u

2u

 

 

 

r R Acos 2 ( A const , R -

x2

y2

0 ,

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радіус круга) є функція:

 

 

в) u r ,

Ar 2

cos 2 ;

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нехай в площині 0ху є коло радіусом R з центром на початку координат і на його окружності задана деяка функція f( ), де - полярний кут. Потрібно знайти функцію u(r, ), непреривну в колі, включаючи границю, задовільняючу

всередині кола рівнянню Лапласа

 

 

 

 

 

2U

2U

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

x2

 

 

і на колі що приймає задані значення U

 

r R f ( ) .

 

 

1

 

 

 

R

2

r

2

 

 

 

U (r,)

f (t)

 

 

 

 

 

 

dt .

2

R

2

2rRcos(t ) r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула називається інтегралом Пуассона. Шляхом аналізу цієї формули доводиться, що якщо формула f( ) неперервна, то функція U(r, ), визначена інтегралом задовільняє рівність (1 ) і при r R буде U(r, ) f( ), тобто U(r, )

являє собою рішення поставленої задачі Діріхле для кола.

 

 

A0

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

u r ,

An cos n Bn sin n r

n

,

An

f t cos nt dt ,

Bn

f t sin nt dt ;

2

 

 

Rn

Rn

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u r ,

 

Ar 2

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57 Розв’язком задачі Діріхле для круга

2u

2u

 

 

 

 

 

( A const , R -

x2

y2

0 ,

u

 

r R Asin 2

радіус круга) є функція:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) u r ,

 

 

Ar 2

sin 2 ;

Нехай в площині 0ху є коло радіусом R з центром на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

початку координат і на його окружності задана деяка функція f( ), де -

полярний кут. Потрібно знайти функцію u(r, ), непреривну в колі, включаючи

границю, задовільняючу всередині кола рівнянню Лапласа

2U

 

2U

0 .

 

x2

 

x2

 

36

 

 

 

 

і на колі що приймає задані значення U r R f ( ) .

 

1

 

 

 

R

2

r

2

 

 

U (r,)

f (t)

 

 

 

 

 

dt .

2

R

2

2rRcos(t ) r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула називається інтегралом Пуассона. Шляхом аналізу цієї формули доводиться, що якщо формула f( ) неперервна, то функція U(r, ), визначена інтегралом задовільняє рівність (1 ) і при r R буде U(r, ) f( ), тобто U(r, )

являє собою рішення поставленої задачі Діріхле для кола.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

A0

n

 

 

f t

cos nt dt ,

 

 

f t sin nt dt ;

u r ,

 

An cos n Bn sin n r

 

,

An

 

Bn

 

 

2

 

Rn

Rn

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u r ,

 

Ar 2

sin 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

58 Розв’язком задачі Діріхле для круга

 

2u

 

2u

0 ,

u

 

r R

Asin2

 

( A const , R -

 

 

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радіус круга) є функція:

 

 

а) u r ,

A

 

Ar 2

cos 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нехай в площині 0ху є коло радіусом R з центром на початку координат і на його окружності задана деяка функція f( ), де - полярний кут. Потрібно знайти функцію u(r, ), непреривну в колі, включаючи границю, задовільняючу

всередині кола рівнянню Лапласа

 

 

 

2U

2U

0 .

 

 

 

 

 

 

x2

x2

 

 

 

і на колі що приймає задані значення U

 

r R f ( ) .

 

 

1

 

 

 

R

2

r

2

 

 

 

U (r,)

f (t)

 

 

 

 

 

 

dt .

2

R

2

2rRcos(t ) r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула називається інтегралом Пуассона. Шляхом аналізу цієї формули доводиться, що якщо формула f( ) неперервна, то функція U(r, ), визначена інтегралом задовільняє рівність (1 ) і при r R буде U(r, ) f( ), тобто U(r, )

являє собою рішення поставленої задачі Діріхле для кола.

 

 

A0

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

u r ,

 

An cos n Bn sin n r

n

,

An

f t cos nt dt ,

Bn

f t sin nt dt ;

2

 

 

Rn

Rn

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u r ,

 

A

 

Ar 2

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

59 Розв’язком задачі Діріхле для круга

2u

 

2u

0 ,

u

 

r R Acos 3

( A const , R -

 

x2

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

радіус круга) є функція:

г) u r ,

 

Ar 3

cos 3 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

Нехай в площині 0ху є коло радіусом R з центром на початку координат і на його окружності задана деяка функція f( ), де - полярний кут. Потрібно знайти функцію u(r, ), непреривну в колі, включаючи границю, задовільняючу

всередині кола рівнянню Лапласа

 

 

 

2U

2U

0 .

 

 

 

 

 

 

x2

x2

 

 

 

і на колі що приймає задані значення U

 

r R f ( ) .

 

 

1

 

 

 

R

2

r

2

 

 

 

U (r,)

f (t)

 

 

 

 

 

 

dt .

2

R

2

2rRcos(t ) r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула називається інтегралом Пуассона. Шляхом аналізу цієї формули доводиться, що якщо формула f( ) неперервна, то функція U(r, ), визначена інтегралом задовільняє рівність (1 ) і при r R буде U(r, ) f( ), тобто U(r, )

являє собою рішення поставленої задачі Діріхле для кола.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

A0

n

 

 

f t cos nt dt ,

 

f t sin nt dt ;

u r ,

 

An cos n Bn sin n r

 

,

An

 

Bn

 

 

 

2

 

Rn

Rn

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u r ,

 

Ar 3

cos 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60 Розв’язком задачі Діріхле для круга

2u

2u

 

 

 

 

 

( A const , R -

x2 y2

0 ,

u

 

r R Asin 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радіус круга) є функція:

 

 

в) u r ,

Ar 3

sin 3 ;

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нехай в площині 0ху є коло радіусом R з центром на початку координат і на його окружності задана деяка функція f( ), де - полярний кут. Потрібно знайти функцію u(r, ), непреривну в колі, включаючи границю, задовільняючу

всередині кола рівнянню Лапласа

 

 

 

 

 

 

2U

2U

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

x2

 

і на колі що приймає задані значення U

 

r R f ( ) .

 

 

 

 

1

 

 

 

R

2

r

2

 

 

 

 

U (r,)

f (t)

 

 

 

 

 

 

dt .

2

R

2

2rRcos(t ) r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула називається інтегралом Пуассона. Шляхом аналізу цієї формули доводиться, що якщо формула f( ) неперервна, то функція U(r, ), визначена інтегралом задовільняє рівність (1 ) і при r R буде U(r, ) f( ), тобто U(r, )

являє собою рішення поставленої задачі Діріхле для кола.

 

 

A0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

u r ,

 

An cos n Bn sin n r

n

 

 

f t cos nt dt ,

 

f t sin nt dt ;

 

 

 

 

,

An

 

 

Bn

 

 

2

 

 

Rn

Rn

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u r ,

Ar 3

sin 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

291 Знайти оригінал для даного зображення

 

 

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

p 1 p 2

 

 

 

а) et 22t ;

 

 

б) e2t et ;

в) te2t et ;

г)

e2t tet ;

д) інша відповідь.

 

 

 

Б .

292 Знайти оригінал для даного зображення

1

 

.

 

p 2 p 3

а) e3t e2t ;

б) e3t e2t ;

в) e2t e3t ;

г) e 3t

e2t ; д) інша відповідь.

А .

 

 

 

 

 

39

293 Знайти оригінал для даного зображення

а) e5t t4t ;

б) e4t e5t ;

в) e5t t4t ;

В .

294 Знайти оригінал для даного зображення

а) et e3t ;

б) et e3t ;

в) t e3t et ;

Г .

 

 

295 Знайти оригінал для даного зображення

40

1

 

p 4 p 5 .

г) t e4t

e5t ; д) інша відповідь.

2

p 1 p 3 .

г) e3t et ; д) інша відповідь.

3

p 2 p 5 .

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]