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
25/02/2019 16:17:16
Quasilinear PDE A first-order quasilinear PDE with two independent variables has the general form f(x,y,u) u_x+g(x,y,u) u_y=h(x,y,u) The system of ordinary differential equations are dx/f(x,y,u) =dy/g(x,y,u) =du/h(x,y,u) The following examples explain how to find the solution u(x,t). Example 1: Solve the initial value problem u_t+xu_x=u with u(x,0)=x^2 Solution : dt/1=dx/x=du/u dt/1=dx/x ? t+C_1= ln?x x=Ce^t ?C=xe^(-t) dt/1=du/u ? t+C_2= ln?u u=Ke^t u(x,t)=g(xe^(-t) ) e^t u(x,0)=x^2 ? g(x)=x^2 u(x,t)=(xe^(-t) )^2 e^t=x^2 e^(-2t) e^t=x^2 e^(-t)
Example 2: Solve the initial value problem u_t+xu_x=-u^2 with u(x,0)=sin?x
Solution : dt/1=dx/x=du/(-u^2 ) dt/1=dx/x ? t+C_1= ln?x x=Ce^t ?C=xe^(-t) And dt/1=du/?-u?^2 t+K=( 1 )/( u ) u=1/(t+K) u(x,t)=1/(t+g(xe^(-t) ) ) u(x,0)=sin?x ? 1/g(x) =sin?x ? g(x)=csc?x u(x,t)=1/(t+csc?(xe^(-t) ) )
Example 3: Solve the initial value problem xu_t-2xtu_x=2tu with u(x,0)=x^3 Solution : dt/x=dx/(-2xt)=du/2tu dt/x=dx/(-2xt) ? 2tdt=-dx
t^2+x=C And dx/(-2xt)=du/2tu ? dx/(-x)=du/u -ln?x+ln?K=ln?u ? u=( K )/x Then u(x,t)=(g(t^2+x))/x u(x,0)=x^3 ? (g(x))/x=x^3 ? g(x)=x^4 u(x,t)=?(t^2+x)?^4/x
Example 4: Solve the initial value problem u_t+4u_x=u^2 with u(x,0)=( 1 )/(1+x^2 ) Solution : dt/1=dx/4=du/u^2 dt/1=dx/4 ? dx= 4dt x=4t+C ? x-4t=C And dt/1=du/u^2 ? t+K=-( 1 )/( u ) u=(-1 )/( t+K) Then u(x,t)=(-1 )/(t+g(x-4t) ) u(x,0)=( 1 )/(1+x^2 ) ? (-1)/g(x) =( 1 )/(1+x^2 ) g(x)=-(x^2+1) u(x,t)=(-1 )/(t-(x-4t)^2-1)
H.W: Solve the initial value problems 1. u_t-2u_x=u^2 u(x,0)=sin?x Ans: u(x,t)=(-1 )/(t-csc?(x+2t) ) 2. u_t+xu_x=( x )/2u with u(x,0)=x Ans: u(x,t)=?(x+ x^2 e^(-2t)-xe^(-t) )
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
|