分离变量法求解的是非零解,为什么不考虑零解
需要考虑零解。分离变量法解微分方程的时候一定要考虑g(y)=0的情况。最终的通解虽然含有任意常数C(非初值问题),但不一定就包含了g(y)=0的情况,通常这跟所给通解的形式有关,也有可能这个解带入通解表达式发现是无意义的。给你举几个例子,例如方程y=P(x)y,P(x)是x的连续函数。这个方程最...
3 分离变量法
理论上,此法成功与否取决于本征值问题的特定性质。在两端固定弦的自由振动问题中,通过分离变量法得到的方程转换为常微分方程,再求解本征值问题。得到本征值与本征函数后,叠加出一般解。对于非零解的判断,需验证方程是否满足边界条件。在矩形区域内的稳定问题求解中,分离变量法同样适用,但需要分步骤...
分离变量法
首先,通过线性组合将变量分离。设方程的解可以表示为两个解的线性组合,即解为A等于B加C,其中A表示u(x,t),B表示X(x),C表示T(t)。其次,数量乘法是线性算法的一种,意味着如果解为BC等于A的线性组合,则BC必须是数量乘法。这由齐次方程至少有一个零解保证。再者,通过线性组合思想,设A为BC...
分离变量法的理论依据
分离变量法的理论基础之一是线性叠加原理,故其只能解决线性定解问题。在用分离变量法的过程中多次应用叠加原理,不仅方程的解是所有特解的线性叠加,而且处理非齐次方程泛定方程问题时,把方程条件也视为几种类型叠加的结果,从而将其“分解” 。对于线性叠加原理,其物理表述为:“几个物理量共同作用产生...
二阶齐次线性微分方程——解的性质,边界条件和本征问题
另一方面,两端固定的边界条件可能限制通解的存在,如 [formula] 的周期性边界条件,非零解的条件更为苛刻。例如,弹性杆振动的本征问题中,给定特定的边界条件 [formula],可以找到离散的本征值 [formula],这些值对应于非零通解。总之,二阶齐次线性微分方程的解性质、边界条件和本征问题紧密相连,通过...
(高等数学)为什么是当y≠±1而不是当x≠±1
这个关于考虑的对象不同,题目中的解法是使用分离变量法德方法求解,而x的式子是在右面,根本没移动过,因此,不需要考虑取值问题,而y的式子需要除到左面,因此必须保证不为零,才能使用,y的不需要考虑,仅此而已。
热传导方程式以傅立叶级数解热方程
其中λ是分离参数。为确保非零解,λ必须满足:对于λ < 0,没有非零解,因为这会导致u恒等于零。对于λ = 0,同样推导得出u恒为零。因此,λ必须为正,此时我们有:X(x) = A * cos(√λ * x) + B * sin(√λ * x),T(t) = C * e^(-λt).由于边界条件X(0) = X(L) = ...
初边值问题的分离变量法
考察波动方程的初边值问题 先求方程①的可以分离变量的非平凡(即不恒等于零)的特解:带入方程①可得 上式分离变量得 左边仅是 得函数,右边仅是 的函数,需要等于同一个常数,记为 ,于是 又有边界条件知 求非平凡解:初边值问题 其中 初边值问题:Sol:的解为 ,知原初边值问题...
分离变量法
不同特征值对应的特征函数与衰变函数的线性组合,就构成原问题的解,组合系数由初始条件和特征函数的正交性确定。由于特征值是无穷数列,这种解具有无穷级数的性质。如果定解问题的边界均为齐次边界或只有一个非齐次边界,使用分离变量法将十分方便。非齐次边界问题也可以分解为若干个齐次边界问题进行求解。下...
求解偏微分方程
这是典型的热传导方程,可以用经典的分离变量法来求解:令u(x,t)=f(x)g(t),那么代入原方程得到:fg`=f``g 不妨记f``\/f=g`\/g=-λ,得到两个微分方程:f``+λf=0 g`+λg=0 并注意边界条件:u(0,t)=f(0)g(t)=0,即f(0)=0 u`(1,t)=f`(1)g(t)=0,即f`(1)=0...