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冷冰hh

木虫 (正式写手)

[求助] 请教前辈:该二元二阶微分方程组中的两个变量的表达式如何求呢? 已有2人参与

请教数学及力学系前辈:该二元二阶微分方程组中的两个位移变量uf和um的表达式,如何求解呢?
根据这两个方程,是否可以写出其通解表达式呢
劳烦知道的前辈帮忙求解一下,谢谢!很感谢!

请教前辈:该二元二阶微分方程组中的两个变量的表达式如何求呢?
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Edstrayer

版主 (著名写手)

方寸斗室小天地正气迷漫大世界

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
冷冰hh: 金币+5, ★★★很有帮助 2015-01-24 13:37:00
首先,令,将方程组改写成:


如果B=0,则解二阶常微分方程:


这可以利用特征根法求解。
如果B不等于零,则有:


代入第二个方程得到:


这也可以利用特征根法求解,其归结为一元三次方程


的求解。
青葱岁月圣诞夜,浪漫歌舞迎新年。
2楼2015-01-24 05:27:10
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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
冷冰hh: 金币+5, ★★★很有帮助, 很感谢你啦 2015-01-24 13:37:18
有两种方法可解此题。
1、 由(1)式解得用uf表达的um,再代入(2),获得一个形如
d^4uf/dx^4+(A+C)*d^2uf/dx^2+(A-B*D)*uf=0的线性方程,由特征根法先解得d^2uf/dx^2,然后再连积分两次获得uf,进而获得um。
2、用拉氏变换求解,获得含uf(0)、uf'(0)、um(0)、um'(0)参数的以uf和um的拉氏变换U、V为变量的二元一次方程。求得U 、V 后再求反变换得到uf、um。
3楼2015-01-24 07:48:29
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普通回帖

终之太刀—晓

铁杆木虫 (著名写手)

数学爱好者

Lz可否告知系数A,B,C,D的具体数值,以及方程的定解条件?
PreferenceforMathematics
4楼2015-01-24 18:23:31
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冷冰hh

木虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by 终之太刀—晓 at 2015-01-24 18:23:31
Lz可否告知系数A,B,C,D的具体数值,以及方程的定解条件?

A\B\C\D均为正的常系数,边界条件是吗
uf(0)=um(0)=0
uf‘(L)=uf'(-L)=0
这是附加条件
5楼2015-01-25 13:46:25
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终之太刀—晓

铁杆木虫 (著名写手)

数学爱好者

引用回帖:
5楼: Originally posted by 冷冰hh at 2015-01-25 13:46:25
A\B\C\D均为正的常系数,边界条件是吗
uf(0)=um(0)=0
uf‘(L)=uf'(-L)=0
这是附加条件...

A,B,C,D没有具体数值,比如说A=2之类的?
PreferenceforMathematics
6楼2015-01-25 15:05:06
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冷冰hh

木虫 (正式写手)

引用回帖:
6楼: Originally posted by 终之太刀—晓 at 2015-01-25 15:05:06
A,B,C,D没有具体数值,比如说A=2之类的?...

这个,都是正的、常实数,因为ABCD是一些材料参数组成的,现在还没代入具体的材料
是想求出一种普遍的解
7楼2015-01-25 16:30:48
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冷冰hh

木虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by peterflyer at 2015-01-24 07:48:29
有两种方法可解此题。
1、 由(1)式解得用uf表达的um,再代入(2),获得一个形如
d^4uf/dx^4+(A+C)*d^2uf/dx^2+(A-B*D)*uf=0的线性方程,由特征根法先解得d^2uf/dx^2,然后再连积分两次获得uf,进而获得um。
2、 ...

您好:按照您提供的第二种方法,我做到了这一步
能否帮忙看看,这样对吗?
还有,最后的多项式分解该如何分解呢?
不好意思呢,数学知识有点陌生,打扰啦
很感谢!

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  • 附件 1 : 拉氏变换解法.doc
  • 2015-01-25 17:10:07, 34 K
8楼2015-01-25 17:10:10
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feixiaolin

荣誉版主 (文坛精英)

优秀版主

引用回帖:
8楼: Originally posted by 冷冰hh at 2015-01-25 17:10:10
您好:按照您提供的第二种方法,我做到了这一步
能否帮忙看看,这样对吗?
还有,最后的多项式分解该如何分解呢?
不好意思呢,数学知识有点陌生,打扰啦
很感谢!...

令分母=0,得到四个根,如a1,a2,a3,a4;
然后,部分分式展开,写成如下形式
k1/(s-a1)+k2/(s-a2)+k3/(s-a3)+k4/(s-a4)
最后做反变换
=k1*exp(a1*t)+k2*exp(a2*t)+k3*exp(a3*t)+k4*exp(a4*t)
9楼2015-01-25 17:33:39
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冷冰hh

木虫 (正式写手)

引用回帖:
9楼: Originally posted by feixiaolin at 2015-01-25 17:33:39
令分母=0,得到四个根,如a1,a2,a3,a4;
然后,部分分式展开,写成如下形式
k1/(s-a1)+k2/(s-a2)+k3/(s-a3)+k4/(s-a4)
最后做反变换
=k1*exp(a1*t)+k2*exp(a2*t)+k3*exp(a3*t)+k4*exp(a4*t)...

好的,谢谢!
10楼2015-01-25 19:01:29
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