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冷冰hh

木虫 (正式写手)

[求助] 请教群里各位数学牛人,下面这个微分方程如何解? 已有2人参与

请教群里数学系的各位牛人
请问附图中的微分方程如何求解?

力学的,惭愧,数学还比较浅,请各位多多指导,会多散金币

请教群里各位数学牛人,下面这个微分方程如何解?
20140922.jpg
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tod2006

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
冷冰hh: 金币+2, ★有帮助 2014-09-23 22:05:14
你可以得到两函数拉氏变换之间的关系, 如一楼那样
也可以如你所说的"现有文献用傅里叶级数表示ε_m,从而解出ε_f,并得到两者的关系"
8楼2014-09-23 10:21:32
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feixiaolin

荣誉版主 (文坛精英)

优秀版主

做拉普拉斯变换
A1*ε_m(s) + A2*s^2*ε_m(s)=B1*s^2*ε_f(s) - ε_f(s)
整理化简,可得ε_m(s)的关系ε_f(s)
再逆变换回来

» 本帖已获得的红花(最新10朵)

2楼2014-09-22 21:29:12
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
这里是一个方程两个未知数,解不了呀。除非再加上一个方程,两者联立求解可也。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
3楼2014-09-22 23:24:38
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


引用回帖:
6楼: Originally posted by 冷冰hh at 2014-09-23 09:53:03
其实,想得到这两个未知数之间的关系...

既然是这样,需要知道A1/A2的符号是正还是负。知道了这一点,就全解决了。我已经将εm和εf的关系推出来了。容我稍后写出。
9楼2014-09-23 20:31:02
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


【答案】应助回帖

★ ★ ★
冷冰hh: 金币+3, ★★★★★最佳答案, 谢谢楼主啦!很感谢! 2014-09-24 11:03:32
引用回帖:
11楼: Originally posted by 冷冰hh at 2014-09-23 21:59:43
谢谢!
A1/A2/B1符号均为正,且均为常数...

求解过程如下:
设U、V分别是εm(x)和εf(x)的拉普拉斯变换,则两边取拉氏变换后有:
A1*U+A2*[s^2*U-s*εm(0)-ε'm(0)]=B1*[s^2*V-s*εf(0)-ε'f(0)]-V
[A1+A2*s^2]*U=A2*[s*εm(0)+ε'm(0)]+[B1*s^2-1]*V-B1*[s*εf(0)+ε'f(0)]
U=[A2*εm(0)-B1*εf(0)]*s/[A1+A2*s^2]+[A2*ε'm(0)-B1*ε'f(0)]/[A1+A2*s^2]+B1/A2*V-B1/A2*[1/B1+A1/A2]/[s^2+A1/A2]*V
=[εm(0)-B1/A2*εf(0)]*s/[s^2+A1/A2]+[A2*ε'm(0)-B1*ε'f(0)]/[A2*sqrt(A1/A2)]*sqrt(A1/A2)/[s^2+A1/A2]+B1/A2*V-B1/A2*[1/B1+A1/A2]/sqrt(A1/A2)*sqrt(A1/A2)/[s^2+A1/A2]*V
两边求拉氏逆变换:
εm(x)=[εm(0)-B1/A2*εf(0)]*Cos[sqrt(A1/A2)*x]+[ε'm(0)-B1/A2*ε'f(0)]/sqrt(A1/A2)*Sin[sqrt(A1/A2)*x]+B1/A2*εf(x)-B1/A2*[1/B1+A1/A2]/sqrt(A1/A2)*Integral{εf(t)*Sin[sqrt(A1/A2)*(t-x)]*dt ,0,x}
14楼2014-09-23 23:05:58
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普通回帖

tod2006

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
两个函数 一个方程 肯定没法解啊
如果是一个函数的话 高数下册的微分方程里就介绍过.
4楼2014-09-23 09:36:32
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冷冰hh

木虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by feixiaolin at 2014-09-22 21:29:12
做拉普拉斯变换
A1*ε_m(s) + A2*s^2*ε_m(s)=B1*s^2*ε_f(s) - ε_f(s)
整理化简,可得ε_m(s)的关系ε_f(s)
再逆变换回来

我试试,现有文献用傅里叶级数表示ε_m,从而解出ε_f,并得到两者的关系
5楼2014-09-23 09:52:40
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冷冰hh

木虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by peterflyer at 2014-09-22 23:24:38
这里是一个方程两个未知数,解不了呀。除非再加上一个方程,两者联立求解可也。

其实,想得到这两个未知数之间的关系
6楼2014-09-23 09:53:03
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冷冰hh

木虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by tod2006 at 2014-09-23 09:36:32
两个函数 一个方程 肯定没法解啊
如果是一个函数的话 高数下册的微分方程里就介绍过.

好吧,题目有点问题
我只想得到两个未知数之间的关系即可
7楼2014-09-23 09:53:28
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
冷冰hh: 金币+15, ★★★很有帮助, 感谢你的帮助,是否可以把推理发给我?我自己也推了,想核对一下,谢谢啊 2014-09-23 22:02:53
引用回帖:
7楼: Originally posted by 冷冰hh at 2014-09-23 09:53:28
好吧,题目有点问题
我只想得到两个未知数之间的关系即可...

关系已经推出。不过需要知道A1/A2的正负号以及两个函数在x=0时的函数值与一阶导数值。如此就可使用拉氏变换求解出二者的关系。中间还要用到拉氏逆变换的线性性质公式、正弦和余弦函数的拉氏逆变换公式以及拉氏变换的卷积公式。

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10楼2014-09-23 20:49:36
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