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

Гургула, Мойсишин "Розрахи з матана",

.pdf
Скачиваний:
1384
Добавлен:
17.02.2016
Размер:
2.45 Mб
Скачать

371

8.9.

2u

= 9

u ,

0 r <17 , 0 < t < ∞ ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

r 2

 

 

u(r , 0)=

 

 

 

1

 

 

 

 

,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.10.

2u

=10

 

u ,

 

 

0 r <16 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

r 2

 

u(r , 0)=

 

 

 

1

 

 

 

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.11.

2u

=11

 

u ,

 

 

0 r <15 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

r 2

 

u(r , 0)=

 

 

 

1

 

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.12.

2u

=12

 

u ,

 

 

0 r <14 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

r 2

 

u(r , 0)=

 

 

 

1

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.13.

2u

=13

 

u ,

 

 

0 r <13 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(17, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

u(16, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

u(15, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

u(14, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

372

 

 

 

 

1

 

 

r

2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

 

 

 

 

,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

u(13, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.14.

2u

=14

u ,

 

0 r <12 ,

0 < t < ∞ ,

t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

r

2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

 

 

 

,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

u(12, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.15.

2u

=15

u ,

 

0 r <11 ,

0 < t < ∞ ,

t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

r 2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

 

 

,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

u(11, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.16.

2u

=16

u ,

 

0 r <10 ,

0 < t < ∞ ,

t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

r 2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

 

,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

u(10, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.17.

2u

=17

u ,

 

0 r < 9 ,

0 < t < ∞ ,

t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r 2

 

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

u(9, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

373

8.18.

2u

=18

u ,

0 r < 8 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r 2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0 ,

 

 

 

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.19.

2u

=19

u ,

0 r < 7 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r 2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.20.

2u

= 20

u ,

 

0 r < 6 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r 2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0 ,

 

 

 

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.21.

2u

= 21

u ,

0 r < 5 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r 2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.22.

2u

= 22

u ,

 

0 r < 4 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 < t < ∞ ,

u(8, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

u(7, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

u(6, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

u(5, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

374

 

 

 

 

1

 

r 2

 

 

 

u(r , 0)=

 

 

 

1

 

 

 

 

 

,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0 ,

 

 

 

 

 

 

 

u(4, t)= 0 .

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.23.

2u

= 23

u ,

 

 

0 r < 3 ,

0 < t < ∞ ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r 2

 

 

 

u(r , 0)=

 

 

 

1

 

 

 

 

,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

u(3, t)= 0 .

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.24.

2u

= 24

 

u ,

 

 

0 r < 2 ,

0 < t < ∞ ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r 2

 

 

 

u(r , 0)=

 

 

 

1

 

 

 

,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

u(2, t)= 0 .

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.25.

2u

= 25

 

u ,

 

 

0 r <1 ,

0 < t < ∞ ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

1

[1 r2 ],

 

 

 

u(r , 0)=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

u(1, t)= 0 .

 

 

 

t

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.26.

2u

= u ,

 

0 r < 6 ,

0 < t < ∞ ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r 2

 

 

 

u(r , 0)=

 

 

 

1

 

 

,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

u(6, t)= 0 .

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

375

8.27.

2u

= 4 u ,

 

0 r < 5 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r

2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.28.

2u

= 9 u ,

 

0 r < 4 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r

2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.29.

2u

=16

u ,

 

0 r < 3 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r

2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.30.

2u

= 25

 

u ,

 

 

0 r < 2 ,

t

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

r

2

 

 

u(r , 0)=

 

 

1

 

 

,

 

8

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

u(r , 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 < t < ∞ ,

u(5, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

u(4, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

u(3, t)= 0 .

0 < t < ∞ ,

u(2, t)= 0 .

Задача 9. Сформулювати і розв’язати задачу математичної фізики.

9.1.

u

=16

2u

, 0

< x < 3 ,

t > 0 ,

t

x2

 

 

 

 

 

376

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

 

 

,

 

 

0 x

 

 

3

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(0, t)=

0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(3, t)=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 x ,

 

 

 

 

 

< x

3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.2.

u

=

2u

,

 

 

0 < x < 2 ,

t > 0 ,

 

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(0, t)= 0 ,

 

 

u(x, 0)=

x2

,

 

 

 

0 x 1 ,

 

 

 

2 x , 1 < x 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(2, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.3.

u

=

25

2u

,

 

 

 

0 < x < 5 ,

 

 

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

 

,

 

 

0 x

 

5

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(5, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 x ,

 

 

 

 

 

< x 5 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.4.

u

=

16

2u

,

 

 

 

0 < x < 4 ,

 

 

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

,

0 x 2 ,

u(0, t)= 0 ,

 

u(x, 0)=

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(4, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 x , 2 < x 4 ,

 

 

9.5.

u

=

4

2u

,

 

 

 

 

0 < x < 5 ,

 

t > 0 ,

 

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

,

 

0 x

5

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(5, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 x ,

 

 

 

 

 

< x

5 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.6.

u

=

2u

,

 

 

0 < x < 3 ,

t > 0 ,

 

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

377

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

,

0 x

 

 

3

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)

=

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

u(3, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

< x 3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

3

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.7.

u

= 25

2u

 

 

,

 

 

 

 

 

0 < x < 8 ,

 

 

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

,

 

 

0 x 4 ,

 

u(0, t)

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)

=

 

 

4

 

 

 

 

 

 

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(8, t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

, 4 < x 8 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

9.8.

u

= 9

2u

,

 

 

 

 

 

 

 

0 < x < 2 ,

 

t > 0 ,

 

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(0, t)

 

 

u(x, 0)

=

x2 ,

 

 

0 x 1 ,

 

= 0 ,

 

 

2

x

, 1 < x 2 ,

 

 

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

u(2, t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.9.

u

=16

2u

 

 

,

 

 

 

 

 

0 < x <1 ,

 

 

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

,

 

0 x

 

 

 

 

,

u(0, t)= 0 ,

 

u(x, 0)

 

 

 

 

 

2

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

,

 

1

< x 1 ,

u(1, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.10.

u

= 4

2u

 

 

 

,

 

 

 

 

 

0 < x < 4 ,

 

 

t > 0 ,

 

t

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

,

 

0 x

2 ,

 

u(0, t)= 0 ,

 

u(x, 0)=

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(4, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 x , 2 < x

 

 

 

9.11.

u

= 9

2u

 

 

,

 

 

 

 

 

0 < x <10 , t > 0 ,

 

t

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

,

 

0 x

5 ,

 

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(10, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

10 x , 5 < x

 

 

378

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.12.

u

=

25

2u

,

 

 

 

 

 

 

0 < x < 9 ,

 

 

 

 

 

 

 

t > 0 ,

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

 

 

 

,

 

 

 

0 x

9

,

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 x ,

 

 

 

 

< x 9 ,

u(9, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.13.

u

=

9

2u

,

 

 

0

< x < 3 ,

 

 

 

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

 

 

,

 

 

0 x

3

 

,

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(3, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

3 x ,

 

 

 

 

 

 

 

< x 3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.14.

u

=

2u

,

 

 

 

 

 

0 < x < 5 ,

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

 

,

 

 

0 x

5

,

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 x ,

 

 

 

< x 5 ,

u(5, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.15.

u

=

4

2u

,

 

 

 

 

 

0 < x < 7 ,

 

 

 

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

 

 

 

,

 

 

 

0 x

7

,

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 x ,

 

 

 

< x 7 ,

u(7 , t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.16.

u

=

25

2u

,

 

 

 

 

 

 

0 < x <1 ,

 

 

 

 

 

 

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

,

0 x

 

 

 

 

 

 

,

u(0, t)= 0 ,

 

u(x, 0)=

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(1, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

1 x ,

 

 

 

 

 

 

 

< x

1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

379

9.17.

u

=

9

2u

,

 

 

0 < x < 4 ,

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

,

0 x

2 ,

u(0, t)= 0 ,

 

u(x, 0)=

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(4, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

, 2 < x

4 ,

 

 

 

 

 

 

4 x

 

9.18.

u

=

2u

,

 

 

0

< x <10 ,

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

u(x, 0)=

x

,

0 x 5 ,

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 x , 5 < x 10 ,

9.19.

u

= 4

2u

,

 

0 < x < 2 , t >

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)= x2 ,

0 x 1 ,

 

 

 

2 x , 1 < x 2 ,

u(0, t)= 0 ,u(10, t)= 0 .

0 ,

u(0, t)= 0 ,u(2, t)= 0 .

9.20.

u

=16

 

2u

 

,

 

 

0 < x < 8 ,

 

 

t > 0 ,

t

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

0 x 4 ,

 

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)

=

4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(8, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

x

, 4 < x 8 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

9.21.

u

=

2u

,

 

 

 

0

< x <1 , t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

,

0 x

 

 

,

u(0, t)= 0 ,

 

u(x, 0)

 

 

 

2

 

 

=

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(1, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

1 x ,

 

 

< x 1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.22.

u

= 25

2u

,

 

 

0 < x < 4 ,

t > 0 ,

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

0 x 2 ,

 

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)

=

2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(4, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

x

, 2 < x 4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

380

9.23.

u

=

16

 

2u

 

,

 

 

 

 

0 < x < 6 ,

 

 

 

t > 0 ,

 

t

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

,

 

 

0 x 3 ,

 

u(0, t)

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(6, t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, 3 < x 6 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 x

 

 

 

9.24.

u

=

4

2u

 

,

 

 

 

 

0 < x <1 ,

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

,

 

0 x

 

 

 

,

u(0, t)= 0 ,

 

u(x, 0)

=

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(1, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

1 x ,

 

 

 

 

< x 1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.25.

u

=

9

2u

 

,

 

 

 

 

0 < x < 5 ,

 

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

2

,

 

 

0 x

5

,

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)

=

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 x

,

 

 

< x 5 ,

u(5, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.26.

u

=

25

2u

 

,

 

 

 

 

0 < x < 6 ,

 

 

 

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

,

 

 

0 x 3 ,

 

u(0, t)

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(6, t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, 3 < x 6 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 x

 

 

 

9.27.

u

=

2u

,

 

 

 

 

 

0

< x <12 ,

t > 0 ,

 

t

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

,

 

 

0 x 6 ,

u(0, t)= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x, 0)=

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(12, t)= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 x , 6 < x 12 ,

 

 

9.28.

u

=

16

 

2u

 

,

 

 

 

 

0 < x < 2 ,

 

 

 

t > 0 ,

 

t

 

x2