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zhangyatao

木虫 (正式写手)

[交流] 【求助】二阶偏微分方程的求解(20币)

如图所示,为一个柱坐标的二阶偏微分方程,请高手帮忙,能否得到其解析解!

[ Last edited by zhangyatao on 2009-4-4 at 13:21 ]
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jfili

金虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★ ★
zhangyatao(金币+5,VIP+0):呵呵,谢谢你,如何分离变量呢,我试着做了一下,不过没有做出来! 4-5 10:53
方程中变量r和z完全分离,你先设 c(z,r)=f(z)g(r)
你自己求求看,应该可以化为常微分方程。
此方程的解可能不是唯一的,毕竟你给你常数太多,并且不知道正负号。估计里面的常数都为正的,你不妨设为1,可能会容易得多,然后你做个变换就化为原问题的解。
2楼2009-04-04 20:51:57
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zhangyatao

木虫 (正式写手)

呵呵,可以把分离变量后的方程写出来吗?
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3楼2009-04-05 11:03:56
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jfili

金虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
zhangyatao(金币+15,VIP+0):十分感谢! 4-7 21:11
你取c(z,r)=f(z)g(r),代入方程不是很容易把方程变化为左边只与z有关,右边只与r有关的等式吗,比如说F(z)=G(r),不妨设F(z)=G(r)=A(是一个常数),然后方程初边值条件都可以做为对f和g的边值条件
这就得到了两个常微分方程了,你把它们解出来就得到了方程的一个解了

当然了,如果这个方程的解是唯一,你解的就是了
这是一个线性方程,只需要证上述方程当初值为 c=0(z=0时)只有零解就可以了。

如果你想得到解析解,就更简单了,你只要设c(z,r)关于c、r的解析式
(c(z,r)=a_{0,0}+a_{1,0}z+a_{0,1}r+a_{2,0}z^2+a_{1,1}rz+a_{0,2}r^2+…),
然后令幂相同的项相等就得到一族等式了,然后你解现出a_{i,j} (其中i,j为自然数)。
4楼2009-04-07 15:53:30
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