数理方程第二次作业

发布 2022-07-13 17:13:28 阅读 6520

《数理方程》第二次作业。

习题4.16、解:

2)解:习题4.2

1、解:这是端点固定的半无界弦振动问题,从半无界域奇延拓到整个无界域有:

定解问题变为无界弦自由振动的定解问题。

由d’alembert 公式得。

2、解:这是端点自由的半无界弦振动问题,可由开始讨论,由初始条件求得当时的都是0,但x-at可正可负。利用边界条件可求得x-at<0时,由此得到。

习题4.31、解:球坐标变换为:

代入poisson公式,得。

其中,定解问题的解为:

3、解:球坐标变换为。

代入poisson公式, 得到。

习题4.41.解:令定解问题可以转化为:

(a)和(b),对于方程(a),我们可以直接得到:

方程(b)对应的齐次方程为,令得到:

所以。所以。

3.解:令定解问题可以转化为:

(a)和(b),对于方程(a),我们可以直接得到:

方程(b)对应的齐次方程为,令得到:

所以。所以。

习题5.11、.若。

2、(2) 证明:

所以得证:

3、解: 习题5.2

解:关于x作fourier变换,其中,得。

常微分方程的解:

代入初始条件得。

对其做fourier逆变换,得。

解:关于x作fourier变换,得。

常微分方程的解:

代入初始条件得。

对其做fourier逆变换,得。

5、,利用fourier逆余弦变换,得。

习题5.31、解:即求。

由定义:2、解:查表得到。

3、解: 同理可得。所以。

解:(1)对原式进行分解 ,得。

则 2) 对原式进行分解 ,得。

由于,得:习题5.4

1、.解:对定解问题中的边值问题做关于的laplace变换得到:

即,所以原方程的解为:,取laplace逆变换得:。

解:对自变量t做laplace变换,得:

求解常微分方程得,于是。所以。则

4、解:对定解问题中做关于的laplace变换得到。

通解为,代入初始条件可以得到,得到该方程的特解为:,对作laplace逆变换得原定解问题的解为:

6、解:设与y分别为细杆杨氏模量与截面积,则定解问题为:

对自变量t取laplace变换。

求解常微分方程,得。

于是。所以。

为方便逆变换,将分解为。

于是,。在一个周期内,解得。

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