Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634655)
Контекстум
.

Уравнения математической физики (190,00 руб.)

0   0
Первый авторАлашеева Е. А.
ИздательствоИзд-во ПГУТИ
Страниц162
ID565067
АннотацияУчебное пособие «Уравнения математической физики» содержит основные понятия об уравнениях в частных производных и методах их решения, данное пособие разработано в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки 02.03.03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем и предназначено для студентов 4 курса факультета ИСТ для самостоятельной подготовки.
УДК517.958
ББК22.16
Алашеева, Е.А. Уравнения математической физики : учеб. пособие / Е.А. Алашеева .— Самара : Изд-во ПГУТИ, 2016 .— 162 с. — URL: https://rucont.ru/efd/565067 (дата обращения: 23.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

110 Метод разделения переменных для решения смешанных задач . <...> 110 Метод разделения переменных первой смешанной задачи для однородного уравнения колебаний струны . <...> 117 Сведение смешанной задачи с неоднородными граничными условиями к задаче с однородными граничными условиями . <...> 117 Метод разделения переменных для решения смешанных задач с неоднородным уравнением . <...> 124 Решение методом разделения переменных первой смешанной задачи для однородного уравнения теплопроводности в стержне . <...> 126 Непрерывная зависимость решения от начальной и граничных функций 130 Контрольные вопросы . <...> 132 Решение методом разделения переменных первой смешанной задачи для однородного уравнения теплопроводности в пластине . <...> Уравнение ∂u/∂x = 0 в плоскости (x,y) имеет общее решение u(x,y) = f(y), где f - произвольная функция. <...> T Получилось линейное уравнение второго порядка, называемое одномерным волновым (или телеграфным) уравнением. <...> Уравнение теплопроводности Полная энергия, которая при отсутствии химических реакций с выделением или поглощением тепла может меняться только за счет потока через поверхность:   t c TdVp   QdS , где pс - теплоёмкость, T - температура, Tсp - плотность внутренней энергии сплошной среды. <...> Преобразуя уравнение к дифференциальному и считая теплоемкость pс и теплопроводность χ не зависящими ни от температуры, ни от координат или времени, получим уравнение теплопроводности: T  t где   T , (1.13) / сp называют коэффициентом температуропроводности. <...> Получилось уравнение второго порядка по пространственным переменным, но первого порядка по времени. <...> Такое уравнение называют уравнением параболического типа, в отличие от волнового, которое относится к гиперболическому типу. <...> К эллиптическому типу относится уравнение Лапласа ∆u = 0, которое получается из (1.14) в стационарном случае, когда температура не зависит от времени. <...> Уравнение Лапласа для скалярного 13   ∇  потенциала получается в стационарном случае и из уравнений <...>
Уравнения_математической_физики_Учебное_пособие.pdf
УДК 519.2 Рекомендовано к изданию методическим советом ПГУТИ, протокол № 2, от 02.02.2016 г. Рецензент: Зав каф.ЭиА ПГУТИ , д.ф.-м.н, доцент, Клюев Д.С. Алашеева, Е. А. А Математика: учебное пособие / Е. А. Алашеева. – Самара: ПГУТИ, 2016. –162 с. Учебное пособие «Уравнения математической физики» содержит основные понятия об уравнениях в частных производных и методах их решения, данное пособие разработано в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки 02.03.03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем и предназначено для студентов 4 курса факультета ИСТ для самостоятельной подготовки. ISBN ©, Алашеева Е.А., 2016 2
Стр.2
Содержание Лекция 1 ................................................................................................................... 7 Уравнения в частных производных ................................................................... 7 Примеры уравнений математической физики .................................................. 8 Методы решения ................................................................................................ 14 Контрольные вопросы ....................................................................................... 15 Лекция 2 ................................................................................................................. 16 Уравнения первого порядка .............................................................................. 16 Линейные однородные уравнений первого порядка ...................................... 18 Квазилинейные уравнения первого порядка ................................................... 23 Геометрическая интерпретация, задача Коши ................................................ 24 Контрольные вопросы ....................................................................................... 27 Лекция 3 ................................................................................................................. 28 Линейные дифференциальные уравнения высших порядков ....................... 28 Классификация линейных уравнений второго порядка ................................. 31 Системы уравнений с частными производными ............................................ 32 Контрольные вопросы ....................................................................................... 36 Лекция 4 ................................................................................................................. 37 Замена независимых переменных в уравнениях второго порядка с двумя переменными ...................................................................................................... 37 Контрольные вопросы ....................................................................................... 46 Лекция 5 ................................................................................................................. 47 Приведение к каноническому виду уравнений второго порядка с двумя независимыми переменными ............................................................................ 47 Уравнения гиперболического типа .................................................................. 47 Уравнения параболического типа .................................................................... 48 Уравнения эллиптического типа ...................................................................... 50 Классификация и приведение к каноническому виду уравнений второго порядка со многими независимыми переменными. ....................................... 51 Приведение к каноническому виду уравнений с постоянными коэффициентами. ............................................................................................... 53 Контрольные вопросы ....................................................................................... 55 Лекция 6 ................................................................................................................. 56 3
Стр.3
Исключение в уравнениях младших производных ........................................ 56 Классические решения простейших уравнений с частными производными второго порядка .................................................................................................. 57 Фундаментальное решение параболического уравнения .............................. 61 Общее решение уравнений с частными производными первого порядка ... 63 Контрольные вопросы ....................................................................................... 65 Лекция 7 ................................................................................................................. 66 Постановка задачи Коши. Теорема Ковалевской ........................................... 66 Контрольные вопросы ....................................................................................... 74 Лекция 8 ................................................................................................................. 75 О корректной постановке задачи Коши ........................................................... 75 Примеры некорректно поставленных задач Коши ......................................... 77 Задача Коши для уравнения колебаний струны ............................................. 80 Контрольные вопросы ....................................................................................... 83 Лекция 9 ................................................................................................................. 84 Обобщенные функции ....................................................................................... 84 Регулярные обобщенные функции ................................................................... 86 δ-функция Дирака .............................................................................................. 86 Дифференцирование обобщенных функций ................................................... 88 Фундаментальные решения дифференциальных уравнений ........................ 89 Фундаментальное решение уравнения Лапласа ............................................. 90 Контрольные вопросы ....................................................................................... 90 Лекция 10 ............................................................................................................... 92 Постановка смешанных задач для уравнения колебаний струны ................ 92 Первая смешанная задача .................................................................................. 92 Вторая смешанная краевая задача .................................................................... 94 Третья смешанная задача .................................................................................. 95 Смешанная задача для обобщенного уравнения колебаний струны ............ 96 Постановка смешанных задач для уравнения теплопроводности в стержне .............................................................................................................................. 96 Первая смешанная задача .................................................................................. 97 Вторая смешанная задача .................................................................................. 98 Третья смешанная задача .................................................................................. 98 4
Стр.4
Контрольные вопросы ....................................................................................... 99 Лекция 11 ............................................................................................................. 100 Постановка смешанных задач для уравнения теплопроводности в пластине ............................................................................................................................ 100 Задача Штурма-Лиувилля ............................................................................... 102 Свойства собственных значений и собственных функций .......................... 104 Контрольные вопросы ..................................................................................... 108 Лекция 12 ............................................................................................................. 110 Метод разделения переменных для решения смешанных задач ................ 110 Метод разделения переменных первой смешанной задачи для однородного уравнения колебаний струны .......................................................................... 113 Контрольные вопросы ..................................................................................... 116 Лекция 13 ............................................................................................................. 117 Сведение смешанной задачи с неоднородными граничными условиями к задаче с однородными граничными условиями ........................................... 117 Метод разделения переменных для решения смешанных задач с неоднородным уравнением ............................................................................. 120 Контрольные вопросы ..................................................................................... 123 Лекция 14 ............................................................................................................. 124 Решение методом разделения переменных первой смешанной задачи для однородного уравнения теплопроводности в стержне ................................ 124 Корректность первой смешанной задачи для уравнения теплопроводности ............................................................................................................................ 126 Непрерывная зависимость решения от начальной и граничных функций 130 Контрольные вопросы ..................................................................................... 131 Лекция 15 ............................................................................................................. 132 Решение методом разделения переменных первой смешанной задачи для однородного уравнения теплопроводности в пластине ............................... 132 Спектральная задача ........................................................................................ 133 Формулы Грина для оператора Лапласа ........................................................ 136 Первая, вторая и третья формулы Грина ....................................................... 137 Контрольные вопросы ..................................................................................... 138 Лекция 16 ............................................................................................................. 139 Интегральная формула Грина ......................................................................... 139 5
Стр.5
Свойства гармонических функций ................................................................. 142 Принцип максимума и минимума для гармонических функций ................ 144 Контрольные вопросы ..................................................................................... 146 Глоссарий ............................................................................................................. 147 К лекции 1 ......................................................................................................... 147 К лекции 2 ......................................................................................................... 148 К лекции 3 ......................................................................................................... 149 К лекции 4 ......................................................................................................... 151 К лекции 5 ......................................................................................................... 152 К лекции 6 ......................................................................................................... 153 К лекции 7 ......................................................................................................... 154 К лекции 8 ......................................................................................................... 155 К лекции 9 ......................................................................................................... 156 К лекции 10 ....................................................................................................... 159 К лекции 11 ....................................................................................................... 159 К лекции 14 ....................................................................................................... 159 К лекции 15 ....................................................................................................... 160 К лекции 16 ....................................................................................................... 161 Литература ........................................................................................................... 162 6
Стр.6

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
.