这个偏微分方程怎么解啊

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/04 07:22:30
已知y=f(t,x)
求解偏微分方程K(a1-y)=dy/dt+0.25*a2*y -0.5*dy/dx
其中,a1, a2 ,k为常数

我的高等数学没学到偏微分方程,所以下面只会个很朴素的解法,
你看看行不?

先看这个简单的微分方程:y=A*(dy/dx)+B,A,B是系数;(i)
它的解是y=C*exp(x/A)+B;C是任意常数

同样对于偏微分方程:y=K1(dy/dx)+K2(dy/dt)+K3,K1,K2,K3是系数;(ii)
它也有解y=C1*exp(x/K1)+C2*exp(t/K2)+K3;C1,C2是任意常数

你的方程可以化简成上面(ii)那样的
只要分母不为0,
即K不等于-0.25*a2,
那么(ii)中的
K1=2/(4*K+a2);
K2=-4/(4*K+a2);
K3=4*K*a1/(4*K+a2);

所以当K不等于-0.25*a2时
方程有解:
y=C1*exp[x*(4*K+a2)/2]+C2*exp[-t*(4*K+a2)/4]+4*K*a1/(4*K+a2)
C1,C2是任意常数

当K等于-0.25*a2时,
方程可化为:
0.5*(dy/dx)-(dy/dt)+K*a1=0
此时方程有解:
y=(2*C-2*K*a1)*x-C*t
C是任意常数

用matlab可以做。

>> maple('pdsolve','K*(a1-y(t,x))=diff(y(t,x),t)+0.25*a2*y(t,x)-0.5*diff(y(t,x),x)','y(t,x)')

ans =

y(t,x) = (4*K*a1+4*exp(-1/4*(4*K+a2)*t)*_F1(x+1/2*t)*K+exp(-1/4*(4*K+a2)*t)*_F1(x+1/2*t)*a2)/(4*K+a2)

用傅立叶变换啊,关于x做傅立叶变换,偏微分方程变成常微分方程来解,然后再把解用傅立叶逆变换变成原问题的解
你这题没给定解条件。。。。。。。。。不知道解出来