Приветсвую!
Я практикующий ruby программист, но очень слабо математик. Перевелся на прикладную математику и вот досдаю переводные хвосты, среди которых и уравнения математической физики. Я нашел материалы, мог бы сдуть и получить зачет, но хочу разобраться до конца, от разложения функций в ряды фурье и до решения дифференциальных уравнений.
Имеем краевую задачу. Подобных - семь штук. Пожалуйста, помогите разобраться с одной-двумя, у меня будет всплывать очень много вопросов, я не хочу готовых ответов, я хочу, чтобы вы навели на нужные темы, когда начинаю читать сам - приходится читать весь матан от корки до корки. Теряюсь.
О своих домыслах писать не буду, как и готовые варианты приводить тоже. Считаю тупиковым решением разбор полетов, хочу решить с самого начала с вашей помощью.

Каким я вижу решение:
Разложить градиент функции на составляющие 
Решить уравнение вида
с учетом краевых условий
Где-то дальше я теряюсь. Наведите на путь, пожалуйста!