帖子F-27 Partial Differential Equations P9
 
solvingthewaveequation
注:以下图中WE是waveequation的简称
 
☆命题:假设u是WE的一个解,那么有图中w=u_t+c·u_x是特定运输方程的一个解,即,w_t-c·w_x=0
注:u二次偏导可交换。
从推导过程中也可以看出,如果我们大前提定义w=u_t+c·u_x,那么u是WE的解和w是w_t-c·w_x=0的解,等价,如下:
注:这是一个轻松的方式去找到WE的一些解
 
当然,倘若考虑图中常数c的正负。我们还可以类似于w定义v,如图所示v=u_t-c·u_x,也有前面一致的结论。
注,下面黄字部分,取w=0,v=0求得了u的两个解,具体内容请结合前面的method of characteristics,帖子F-23:https://pd.qq.com/s/glp7le6sq
注:结合对于齐次线性偏微分方程WE,任意两解加起来还是其一个解。可以得到更多解。
 
思考题:
注:个人看法,可以考虑高中学的三角函数的公式
 
 
注:左下角对设的f和g函数进行加减,u_t和u_x用f,g表示,再设f是F的导数,g是G的导数,然后经过计算可以发现从u_t和u_x分别出发,u可以用F、G以同一形式进行表示。
注:至于右边中间划去的function of x和function of t,因为虽然对t求导,会导致仅关于x的函数被直接消灭,对x求导,会导致关于t的函数直接被消灭,但二者都表示u,积分还原以后多出来的部分最多就一个常数。又由于f和g的任意性,导致了F,G的任意性,所以不妨将常数项吸收近F或者G中,所以依旧可以划去省略。
 
 
 
 
 
 
 
 
2025-04-19
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