Bir jinsli bo’lmagan issiqlik tarqalish tenglamasi
Bir jinsli bo’lmagan issiqlik tenglamasi uchun birinchi chegaraviy masalani qaraymiz. Chekli sohada
(1)
issiqlik tarqalish. Tenglamasining
, (2)
boshlang’ich va
(3)
chegaraviy shartlarni qanoatlantiruvchi yechimini toping.
Bunda , , va berilgan uzluksiz funksiyalar.
Qaralayotgan (l)-(3) masala yechimining mavjudligini bir jinsli chegaraviy shartli masalaga keltirib isbotlaymiz.
Buning uchun va funksiyalarni sinfdan bo'lsin, deb talab qilamiz. U holda (3) chegaraviy shartlarni qanoatlantiruvchi
yordamchi funksiya kiritamiz, ya'ni
Endi (1) tenglamaning (2) boshlang'ich va (3) chegaraviy shartlarni qanoatlantiruvchi yechimini quyidagi
(4)
yig'indi ko'rinishida izlaymiz. Bu yerda yangi noma'lum funksiya. (2) boshlang'ich va (3) chegaraviy shartlar asosida funksiyaga nisbatan quyidagi
chegaraviy va boshlang'ich shartlarga ega bo’lamiz. Noma'lum funksiyaga nisbatan tenglama esa
yoki
(5)
bo’lib, bunda
.
Shunday qilib, nomadum funksiyani topish uchun quyidagi masalaga keldik. Bir jinsli bo'lmagan (5) tenglamaning
(6)
boshlang’ich va bir jinsli
(7)
chegaraviy shartlarni qanoatlantiruvchi yechimi topilsin. Bu yerda funksiya uzluksiz va bo’yicha bo'lakli uzluksiz hosilaga ega hamda barcha lar uchun bo'lsin, deb talab qilamiz.
Oxirgi (5)-(7) masalaning yechimini
yig’indi ko’rinishida izlaymiz. Bu yerda funksiya bir jinsli issiqlik tarqalish tenglamasining (6)-(7) shartlarni qanoatlantiruvchi yechimi. (20) formula bilan, Fur’e koeffitsienti esa (22) formula bilan aniqlangan. (22) formulani inobatga olib, (20) qatorni quyidagi
ko’rinishida yozish mumkin.
υ2( ) funksiyasi esa (5) tenglamaning bir jinsli boshlang’ich va (7) chegaraviy shartlarni qanoatlantiruvchi yechimdan iborat ya’ni
tenglamaning bir jinsli
υ2(x,0)=0, υ2(0,t)=0 υ2(l,t)=0
boshlang’ich va chegaraviy shartlarni qanoatlantiruvchi yechimidan iborat.
Oxirgi masalaning yechimini
ko’rinishida izlaymiz. funksiyani sinuslar bo’yicha Fur’e qatoriga yoyib, ushbu
ifodani olamiz. Bu yerda
Endi (8) qatorni (5) tenglamaga qo’yamiz va (9) ifodani hisobga olib, da o’rinli bo’lgan quyidagi
tenglik hosil qilamiz. Bunda esa
tenglamalarga ega bo’lamiz.
Endi (8) qatorni (6) bir jinsli boshlang’ich shartga qo’yib
ekanligini topamiz, bunda esa funksiya uchun
boshlang’ich shartlarni olamiz.
Hosil bo’lgan (11)-(12) ifodalar chiziqli differensial tenglama uchun Koshi masalasi bo’lib, uning yechimini topish ortiqcha qiyinchilik tug’dirmaydi, O’zgarmasni variatsiyalash usuli yordamida bu masalaning yechimi
tarqali
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR
M. Salohiddinov-“Matematik fizika tenglamalari”
O.S.Zikirov –“Matematik fizika tenglamalari
Do'stlaringiz bilan baham: |