Пособие по уравнениям в частных производных. Теория и методы решения задач. Малютина О.П. - 24 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

24
тогда
=+=
∫∫
+
+
atx
k
atx
k
atx
k
k
atx
dyy
a
dyy
a
dyy
a
dyy
a
txu )(
1
)(
1
2
1
)(
2
1
)(
2
1
),( ββββ
Учитывая (3), последнее соотношение можно переписать следующим
образом
).(
2
1
)(
2
1
2
)()(
),( atxFatxF
atxFatxF
txu ++−=
+
= (6.4)
Построим график функции
)(
2
1
xF
(рис.7).
Решение (6.4) есть сумма двух волн, распространяющихся вправо и влево со
скоростью a , причем начальная форма прямой волны )(
2
1
atxF −−
определяется графиком функции
)(
2
1
xF
, а начальная форма обратной
)(
2
1
atxF + волны графиком функции )(
2
1
xF .
Рассмотрим форму отклонения струны для моментов времени :
1). t=0; 2).
a
k
t
2
= ; 3).
a
k
t = ; 4).
a
k
t >
Форма отклонения струны будет определяться следующими графиками
(см . рис.5):
1)
u(x,0)
                                                            24
тогда
                        −k                   x +at                 x +at              x −at
                    1                   1                   1� 1                  1                �
                    2a x −∫at                 ∫                     ∫                  ∫β ( y)dy ��
     u ( x, t ) =           β ( y )dy +          β ( y )dy = �         β ( y )dy −
                                        2a    −k
                                                            2� a    −k
                                                                                  a    −k

Учитывая (3), последнее соотношение можно переписать следующим
образом
                  F ( x +at ) −F ( x −at )   1             1
                      u ( x, t ) =         =− F ( x −at ) + F ( x +at ).                                      (6.4)
                              2              2             2
                            1
Построим график функции F ( x) (рис.7).
                            2
Решение (6.4) есть сумма двух волн, распространяющихся вправо и влево со
                                                                                                        1
скоростью a , причем начальная форма прямой волны                                                      − F ( x −at )
                                                                                                        2
                                      1
определяется графиком функции − F ( x) , а начальная форма обратной
                                      2
1                                     1
  F ( x +at ) волны – графиком функции F ( x) .
2                                     2




     Рассмотрим форму отклонения струны для моментов времени:
                              k                      k                k
1). t=0;       2). t =          ;      3). t = ;          4). t >
                             2a                      a                a
     Форма отклонения струны будет определяться следующими графиками
(см. рис.5):

     1)


                              u(x,0)