高分跪求一道偏微分方程(急)

解如下偏微分方程中的大写FAI

其中大写FAI为x和t的函数。此题没有指定边界条件。注意等式最右边含有两次的exp()。且有dirac delta函数。

跪求详细解题过程,基础差者最好也能看懂。或者提供相似的解题也可作为参考(请提供等式有变不等于0的例子,还有FAI,或x,和t变量的相似解题也可)。

如解题合适,比追加最高感谢分数。很急~
在线等啊~~~

用Fourier变换直接就能得到答案

吐槽一下:Dirac delta函数的出现直接说明了该问题不可能是严格的数学系的题目——应该是那些不严格的理工科自作聪明的题目。这个“函数”本身不是一个函数,但是它对应一个线性泛函,可以作为广义的函数。追问

请问能否进一步说明如果傅里叶变换解决呢?

追答

就是把t看成参数 这里应该是把t看成参数,然后把另一个自变量看成自变量,然后关于这个自变量的函数对方程两边作Fourier变换,Dirac函数前面加积分正好就是严格的数学上对Dirac线性泛函的定义,二阶导数的Fourier变换等于原函数的Fourier变换乘以-4π^2朗姆达^2 (如果Fourier变换的定义用的是前面有1/2π的那个就只要乘以-朗姆达^2)所以式子会变成t作为自变量的常微分方程。解正是所求解的Fourier变换,所以最后只要再进行一次逆变换就好了,所有二元偏微分方程一般都是这种简单通用的方法用

图片不知道你能否看得到,这是Fourier变换的表达式,初级的Fourier变换一般是要求被变换的函数是Schwartz空间里的(理工科一般是理解为光滑函数),一般的偏微分方程都是默认求光滑函数解。所以Fourier变换可以用。Fourier变换有一个很好的性质就是导数的变换等于原变换乘以iπ朗姆达【注:有些书也有定义Fourier变换在前面乘以1/2π的,只是差个常数而已没关系,我这个书是Princeton大学用的Fourier Analysis的讲义,所以我觉得还是用这个更好点】
上述方程两边做Fourier变换正好可以化成一个t为自变量的2阶常微分方程,解这个方程(注意x是参数,所以所有积分出来的任意常数项都应该写成g(x)的形式)最后再逆变换回去,然后用初值确定待定的g(x)。

如果还有不明白的可以自己去找关于Fourier分析(初步的就好了,只要考虑Riemann意义微积分、光滑函数、定义域是一元的Fourier变换就OK,不用去考虑到更一般的,更一般的是数学系的要求,解你这种级别的偏微分方程初步的Fourier分析就够用了)

如果觉得仍然很有困难的话就发消息给我我给你我Q号

追问

非常感谢,我先好好思考一下

追答

作Fourier变换后 方程可以变形为 -(2πy)^2u-u''(t) = 5u + exp(exp(2it))
这里u(y,t)是原来的方程的解的Fourier变换
然后把u解出来再Fourier逆变换回原方程的解,代入初值确定待定系数就可以了

温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  2011-04-29
我已经不学高数很多年了!
第2个回答  2011-04-29
哎,想当年,囧 还是别想了

偏微分方程dlny=cdx,求解这个方程啊跪求。
dlny=cdx 积分:lny=cx+lnC1 或y=C1e^(cx)

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