すみません、写真の問題を解説、若しくは途中計算を教えて頂けませんか?よろしくお願いします。
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No.67879 - 2020/07/13(Mon) 15:15:31
| ☆ Re: 大学3年の数学 / X | | | 参考になるかは分かりませんが、以下のキーワードで ネット検索してみて下さい。
熱伝導方程式
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No.67895 - 2020/07/13(Mon) 20:35:44 |
| ☆ Re: 大学3年の数学 / 王崇 | | | https://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/soilmech/lectures/AM2/PPT10.pdf
上記のサイトを見てみたのですが、逆にわからなくなってしまいました。 助けてください。導出よろしくお願いします。
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No.67911 - 2020/07/13(Mon) 23:47:08 |
| ☆ Re: 大学3年の数学 / X | | | ご質問の問題は問題のサイトの2.,3.と同様な方針で 考えます。
2.と3.の違いですが、まず 変数分離法により u=X(x)T(t) と置いてX(x),T(t)についての 常微分方程式(偏微分方程式ではありません) を導き出して解くところまでは 同じです。
ここでλはどのようにも値を取ることができる 定数であることに注意して下さい。
異なるのはその次の段階で 2.対象が無限長(=境界条件がない) 3.対象が有限長(=境界条件がある) ことで最終的なu(x,t)の形が異なる点です。
3.の場合は有限長(この場合はlですが)の現象が 周期lで生じていると考えます。 (その際、区切りとなっているのが境界条件である u(0,t),u(l,t) の値です。) 従ってλは連続した値ではなくて 離散的な値を取ることになります。
この離散的な値λをλ[n](n=1,2,…)とすると u(x,t)=Σ[n=1〜∞](A[n]cosλ[n]x+B[n]sinλ[n]x)e^{-(λ[n]^2)x} (注)問題のサイトでの問題設定ではcosλ[n]xは抜けていますが これは境界条件を適用した結果です。
ご質問の問題はこの3.の場合に当たります。
それに対し、2.はλが連続的な値を取る場合でu(x,t)は λに関する積分の形を取ります。
ということで3.をもう一度読み直してご質問の問題を 解いてみて下さい。
注) 上記の2.、3.の説明はかなり大雑把です。 数学的には詰めが足りないこと(=厳密性に欠ける)を申し添えておきます。
この問題を出題した講義の担当教授に、この問題を解くにあたって 必要な数学の科目、及びそれを学習するのに最適な専門書を お聞きすることも一つの方法です。
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No.67913 - 2020/07/14(Tue) 06:58:21 |
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