انت هنا الان : شبكة جامعة بابل > موقع الكلية > نظام التعليم الالكتروني > مشاهدة المحاضرة

The simplest type of PDE

Share |
الكلية كلية العلوم     القسم قسم الفيزياء     المرحلة 2
أستاذ المادة فؤاد حمزة عبد الشريفي       04/03/2019 03:36:00
The simplest type of PDE
Some initial value problems can be solved by using antiderivatives partial.
The following examples explain how to find the solution of PDE .
Example 1: Solve the initial value problem u_x (x,y)=2ye^2x with u(0,y)=e^(-2y)
Solution :
u(x,y)=???2ye^2x dx? ? u(x,y)=ye^2x+f(y)
u(0,y)=e^(-2y) ? e^(-2y)=y+f(y)
f(y)=e^(-2y)-y
u(x,y)=ye^2x+e^(-2y)-y
Example 2: Solve the initial value problem u_t (x,t)=cos?t with u(x,0)=sin?x
u(x,t)=???cos?t dt? ? u(x,t)=sin?t+f(x)
u(x,0)=sin?x ? sin?x=0+f(x)
f(x)=sin?x
u(x,t)=sin?t+sin?x

Example 3: Solve the initial value problem u_xx (x,y)=0 ; 0?x?1
with u(0,y)=y^2 and u(1,y)=1
Solution :
u_x (x,y)=??0dx=f(y)
u(x,y)=??f(y)dx=xf(y)+h(y)
u(0,y)=y^2 ? 0×f(y)+h(y)=y^2
h(y)=y^2
u(1,y)=1 ? 1×f(y)+y^2=1
f(y)=1-y^2
So u(x,y)=x(1-y^2 )+y^2

Example 4: Solve the initial value problem u_xx (x,y)=6xy
with u(0,y)=y and u_x (1,y)=0
Solution :
u_x (x,y)=??6xy dx=3x^2 y+f(y)
u_x (1,y)=0 ? 0=3y+f(y)
f(y)=-3y
u_x (x,y)=3x^2 y-3y
u(x,y)=??(3x^2 y-3y) dx=x^3 y-3xy+h(y)
u(0,y)=y ? y=0-0+h(y)
h(y)= y
So u(x,y)=x^3 y-3xy+y
Example 5: Solve the initial value problem u_xy (x,y)=2x , u(0,y)=0 , u(x,0)=x^2
Solution :
u_y (x,y)=??2x dx=x^2+f^ (y)
u(x,y)=??(x^2+f^ (y)) dy=x^2 y+f(y)+h(x)
u(0,y)=0 ? 0=0+f(y)+h(0)
f(y)=-h(0) ?(1)
u(x,0)=x^2 ? x^2=0+f(0)+h(x)
h(x)=x^2-f(0) ?(2)
u(x,y)=x^2 y-h(0)+x^2-f(0)
u(x,y)=x^2 y+x^2-(h(0)+f(0))
Put y=0 in (1) we get f(0)=-h(0) ? f(0)+h(0)=0
So u(x,y)=x^2 y+x^2

Example 6: Solve the initial value problem u_xy (x,y)=6x^2 y
with u(1,y)=cos?y and u(x,0)=x^2
Solution: u_y (x,y)=???6x^2 y? dx=2x^3 y+f^ (y)
u(x,y)=??(2x^3 y+f^ (y)) dy=x^3 y^2+f(y)+h(x)
u(1,y)=cos?y ? cos?y=? y?^2+f(y)+h(1)
f(y)=cos?y-? y?^2-h(1) ?(1)
u(x,0)=x^2 ? x^2=f(0)+h(x)
h(x)=x^2-f(0) ?(2)

u(x,y)=x^3 y^2+cos?y-y^2-h(1)+x^2-f(0)
Put x=1 in (2) we get h(1)=1-f(0) ? f(0)+h(0)=1
So u(x,y)=x^3 y^2+cos?y-y^2+x^2-1

H.W: Solve the initial value problems
1. u_y (x,y)=tan?y with u(x,0)=ln?x
2. u_xx (x,y)=12x+4y with u_x (1,y)=y^3+6 and u(x,0)=2x^3+cos?y
3. u_xx (x,y)=y^2 e^xy with u(0,y)=cos?y and u(x,0)=2x+2
4. u_xy (x,y)=-sin??(x-y)-cos?(x+y) ?
with u(0,y)=cos?y-sin?y and u_x (x,0)=cos?x


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