ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
1 ±1
e
l
√
λ
∓e
−l
√
λ
= ∓e
−l
√
λ
∓ e
l
√
λ
= 0.
λ = −µ
2
cos(µl) = 0,
µ =
π
l
(n +
1
2
), n = 0, ±1, ±2, . . . ,
c
2
= ∓c
1
X(x) = 2ic
1
sin
πx
l
(n +
1
2
)
,
X(x) = 2c
1
cos
πx
l
(n +
1
2
)
.
n → −1 − n
n
µ =
π
l
(n +
1
2
), n = 0, 1, 2, . . . .
u(x, t) =
∞
X
n=0
h
α
n
cos(ω
n+
1
2
t) + β
n
sin(ω
n+
1
2
t)
i
sin
πx
l
(n +
1
2
)
,
ω
n+
1
2
=
vπ
l
(n +
1
2
)
α
n
=
2
l
Z
l
0
f(x) sin
πx
l
(n +
1
2
)
dx,
β
n
=
2
vπ
Z
l
0
F (x) sin
πx
l
(n +
1
2
)
dx.
u(x, t) =
∞
X
n=0
h
α
n
cos(ω
n+
1
2
t) + β
n
sin(ω
n+
1
2
t)
i
cos
πx
l
(n +
1
2
)
,
α
n
=
2
l
Z
l
0
f(x) cos
πx
l
(n +
1
2
)
dx,
β
n
=
2
vπ
Z
l
0
F (x) cos
πx
l
(n +
1
2
)
dx.
n = 0
vπ/2l
l
x = 0 x = l
f(x) = u(x, 0) =
x
2
h
, 0 ≤ x ≤
l
4
(x−
l
2
)
2
h
,
l
4
≤ x ≤
l
2
0,
l
2
≤ x ≤ l
,
F (x) = u
′
t
(x, 0) = 0.
åòñÿ â âåðõíåé ïîëóïëîñêîñòè. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî êîíöû ñòðóíû Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷àåì ñëåäóþùåå ðåøåíèå çàäà÷è êîëåáàíèÿ îñòàþòñÿ ñâîáîäíûìè è "íå çàñòàâëÿþò" ñòðóíó ïåðåâîðà÷èâàòüñÿ. ñòðóíû ñ ãðàíè÷íûìè óñëîâèÿìè (2 ): ∞ h Ñâîáîäíûå êîëåáàíèÿ ñòðóíû êîíå÷íîé äëèíû. 2.3 X i πx 1 u(x, t) = αn cos(ωn+ 21 t) + βn sin(ωn+ 21 t) sin (n + ) , Îäíîðîäíûå ãðàíè÷íûå óñëîâèÿ (2 ), (2d). l 2 n=0 àññìîòðèì, íàêîíåö, ñìåøàííûé òèï ãðàíè÷íûõ óñëîâèé (2 ) è ãäå ωn+ 12 = vπ + 12 ), è l (n (2d). Íà îäíîì êîíöå çàäàíî óñëîâèå Äèðèõëå, à íà äðóãîì óñëî- âèå Íåéìàíà. Óñëîâèå ñóùåñòâîâàíèÿ íåòðèâèàëüíîãî ðåøåíèÿ èìå- l 2 πx 1 Z åò âèä (âåðõíèé çíàê ñîîòâåòñòâóåò óñëîâèþ (2 ), à íèæíèé óñëîâèþ αn = f (x) sin (n + ) dx, (16a) l 0 l 2 (2d)) Z l 1√ ±1√ 2 πx 1 (16b) √ √ = ∓e −l λ ∓ e l λ = 0. βn = F (x) sin (n + ) dx. el λ ∓e−l λ vπ 0 l 2 åøåíèÿ ýòîãî óðàâíåíèÿ îòëè÷àþòñÿ îò ïðåäûäóùèõ ñëó÷àåâ. Äåé-  ñëó÷àå ãðàíè÷íûõ óñëîâèé (2d) ïîëó÷àåì ñòâèòåëüíî, ïîëîæèì λ = −µ2 , è òîãäà ïîëó÷èì óðàâíåíèå äëÿ íà- ∞ h õîæäåíèÿ ñïåêòðà X i πx 1 u(x, t) = αn cos(ωn+ 2 1 t) + β n sin(ω 1 n+ 2 t) cos (n + ) , cos(µl) = 0, n=0 l 2 ðåøåíèå êîòîðîãî èìååò ñëåäóþùèé âèä: ãäå π 1 l 2 πx 1 Z µ = (n + ), n = 0, ±1, ±2, . . . , l 2 αn = f (x) cos (n + ) dx, l 0 l 2 è c2 = ∓c1 . Ýòî ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî äëÿ ãðàíè÷íûõ óñëîâèé (2 ) Z l 2 πx 1 ïîëó÷àåì ðåøåíèå βn = F (x) cos (n + ) dx. vπ 0 l 2 πx 1 X(x) = 2ic1 sin (n + ) , (14)  îòëè÷èå îò ïðåäûäóùèõ ñëó÷àåâ ÷àñòîòà îñíîâíîãî òîíà ïðè n = 0 l 2 ðàâíà vπ/2l, ò.å. â äâà ðàçà ìåíüøå. Ïåðèîä êîëåáàíèé ñîîòâåòñòâåí- à äëÿ óñëîâèé (2d), ñîîòâåòñòâåííî, íî â äâà ðàçà áîëüøå. Äëÿ äåìîíñòðàöèè ýòîãî ðàññìîòðèì ñëåäóþ- ùèé ïðèìåð. πx 1 Ïðèìåð 3. àññìîòðèì ñòðóíó äëèíîé l , çàêðåïëåííóþ â òî÷êå X(x) = 2c1 cos (n + ) . (15) l 2 x = 0, è êàñàòåëüíàÿ ê êîòîðîé â òî÷êå x = l ðàâíà íóëþ, è ðàññìîò- Ëåãêî âèäåòü, ÷òî ïðè çàìåíå n → −1 − n óíêöèè (14) òîëüêî ðèì òàêèå æå íà÷àëüíûå óñëîâèÿ êàê è â ïðèìåðå 2: ìåíÿþò çíàê, à óíêöèè (15) îñòàþòñÿ íåèçìåííûìè. Ïî ýòîé ïðè- x2 h ,2 0 ≤ x ≤ 4l ÷èíå ìîæíî ðàññìàòðèâàòü òîëüêî íåîòðèöàòåëüíûå çíà÷åíèÿ n, è l f (x) = u(x, 0) = (x− 2 ) ñïåêòð èìååò ñëåäóþùèé âèä: h , 4l ≤ x ≤ 2l , l 0, 2 ≤x ≤l π 1 µ= (n + ), n = 0, 1, 2, . . . . F (x) = u′t (x, 0) = 0. l 2 13 14
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »