数理方程复习概要.doc

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1、数理方程复习概要许志奋1绪论：重点掌握两个自变量的二阶线性偏微分方程的分类和化简。练习：化下列方程为标准型：（提示：1，双曲型不要写成双曲线；2，的系数；3，双曲，椭圆，抛物型各如何作自变量变换）（1）（2）（a为常数）（3）2波动方程的初值问题与行波法：重点掌握以下几个方面的问题（1）能够推导并熟记一维波动方程的初值问题解的D’Alembert公式：u(x,t)=，练习：1.(1)（2）能够运用齐次化原理求解如下初值问题其解的表达式为：u(x,t)=练习：.4其次，对于半无界弦的振动问题，要能够根据所给的定解条件，对自由项f(x,t)以及初始数据φ(

2、x),ψ(x)作适当的奇延拓(u(0,t)=0)或偶延拓()，从而推出其解的表达式。具体见教材页。练习：（i）（ii）（3）还要注意只由端点所引起的振动，其解为右行波的情形，即注3.1.2及3.1.3的情形。3分离变量法:采用逐步深入的步骤，知道下列三种情况的处理（1）齐次方程齐，次边界条件。首先利用边界条件是确定特征函数系的，最后利用初始条件确定解的表达式中的常数的！练习（2）非其次方程，齐次边界条件。首先利用其所对应的齐次方程，齐次边界条件来确定特征函数系，从而得其形式解或然后把自由项f(x,t)按照相应的特征函数系展开并代入到原方程中去，通过比较

3、系数确定。练习（3）非其次方程，非齐次边界条件。首先要把边界条件化为齐次的，这要通过适当的未知函数代换。通常是令u(x,t)=v(x,t)+w(x,t),其中v(x,t)满足齐次边界条件，根据线性法容易得到w(x,t)。这样把u的方程化为v的方程，它是齐次边界条件的。否则你无法确定特征函数系。练习提示：在第三种情形下，要注意的一种稳定的非齐次问题，即教材中的注4.4.1，及例4.4.1的解法，通过一步函数代换，可以将方程以及边界条件同时化为齐次的！这也是经常要考查的内容。4调和方程与Green函数法：应掌握以下几个方面的知识点（1）知道Green公式的

4、推导,并且能够由Green公式借助Laplace方程的基本解推导出调和函数的基本积分表达式二维三维Green公式Laplace方程的基本解调和函数的基本积分表达式（2）理解Green函数的意义及性质，并知道半空间以及球面上的Green函数，能够以此得出Dirichlet问题的解。（i）半空间三维，其Green函数为，因而可得出此方程解为二维，其Green函数为，因而可得出此方程解为（ii）球域上的Green函数的作法三维，其其Green函数为，其解的表达式（4.4.7）类似的可以得出二维圆域上Laplace方程Dirichlet问题的解为（3）一般区域

5、上Green函数的构造，例如，四分之一平面，上半球面。（4）调和函数的平均值性质。5积分变换法：（1）首先要知道傅里叶变换及其逆变换公式与（2）几个重要公式，，（3）掌握傅里叶变换的性质，尤其是位移性质以及微分性质，卷积性质，并能够利用傅里叶变换来求微分方程的解。练习习题5，1，4，5，7希望同学们能够牢固掌握上面所提到的知识点，最后祝大家考出好成绩！