انت هنا الان : شبكة جامعة بابل > موقع الكلية > نظام التعليم الالكتروني > مشاهدة المحاضرة
الكلية كلية العلوم
القسم قسم الفيزياء
المرحلة 2
أستاذ المادة فؤاد حمزة عبد الشريفي
19/02/2019 16:24:55
1st Order PDE with Variable coefficients Let’s consider the linear first order variable coefficients partial differential equation a(x,t)u_t+ b(x,t)u_x = f(x,t) with an initial condition u(x,0)=g(x) where a(x,t) ,b(x,t), f(x,t) and g(x) are given functions. The system of ordinary differential equations are dt/(a(x,t) )=dx/b(x,t) =du/(f(x,t)) The following examples explain how to find the solution u(x,t). Example 1: Solve the initial value problem u_t+tu_x=0 with u(x,0)=cos?2x Solution : dt/(1 )=dx/t? tdt=dx ( t^2)/2+C=x ? C=x-( t^2)/2 Therefore u(x,t)=g(x-( t^2)/2) is a general solution u(x,0)=cos?2x ? u(x,0)=g(x)=cos?2x u(x,t)=cos??2(x-( t^2)/2)=? cos?(2x-t^2 ) Example 2: Solve the initial value problem tu_t+xu_x=0 with u(x,1)=cos?x Solution : dt/t=dx/x ? ln?t= ln?x+ln?C ( t )/( x )=C ? ( x )/( t )=C_1 u(x,t)=g(( x )/( t )) u(x,1)=cos?x ? g(x)= cos?x u(x,t)=cos??(( x )/( t ))?
Example 3: Solve the initial value problem u_t+xu_x=xt with u(x,0)=sin?x Solution : dt/(1 )=dx/x=du/xt dt/(1 )=dx/x ? t+C_1=ln?x ? x=Ce^t C=xe^(-t) dt/(1 )=du/xt ? du=xtdt du=Cte^t dt u(x,t)=C(t-1) e^t+K u(x,t)=x(t-1)+g(xe^(-t) ) u(x,0)=sin?x ? -x+g(x)=sin?x g(x)=x+sin?x u(x,t)=x(t-1)+xe^(-t)+sin?(xe^(-t) )
H.W: Solve the initial value problems 1. tu_t-2xu_x=0 with u(x,1)=tan^(-1)?2x Ans: u(x,t)=tan^(-1)?(2xt^2 )
2. u_t+u_x=2x with u(x,0)=e^x Ans: u(x,t)=e^(x-t)+2xt-t^2
3. u_t+xtu_x=0 with u(x,0)=sin?x Ans: u(x,t)=sin??(xe^(-t^2?2))?
المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .
الرجوع الىلوحة التحكم
|