偏微分方程的解法步骤(偏微分方程解法)

导读 大家好,我是小科,我来为大家解答以上问题。偏微分方程的解法步骤,偏微分方程解法很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、求解一道...

大家好,我是小科,我来为大家解答以上问题。偏微分方程的解法步骤,偏微分方程解法很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、求解一道偏微分方程

2、ux+2uy-4u=e^(x+y)

3、边值条件:u(x,4x+2)=0

4、解:由于只有一阶偏微分,所以作线性变量代换

5、α=x+y(这是因为等号的右边含有x+y)

6、β=ax+by

7、由链式法则可知

8、∂u/∂x=∂u/∂α+a∂u/∂β

9、∂u/∂y=∂u/∂α+b∂u/∂β

10、代入原方程得

11、3∂u/∂α+(a+2b)∂u/∂β-4u=e^(x+y),这里将u看成关于α,β的函数

12、不妨取a=2,b=-1

13、那么α=x+y,β=2x-y

14、那么有3∂u/∂α-4u=e^α

15、这相当于关于α的一阶线性常微分方程

16、解得u=-e^α+Ce^(4α/3),其中C为关于β=2x-y的函数f(2x-y)

17、即u=-e^(x+y)+e^[4(x+y)/3]f(2x-y)

18、将边值条件代入得

19、f(-2-2x)=e^(-(2/3) - (5 x)/3)

20、因此f(x)=e^(1+(5x)/6)

21、代入u=-e^(x+y)+e^[4(x+y)/3]f(2x-y)得

22、u=e^(3x+y/2+1)-e^(x+y)

本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。

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