2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 общее решение простого дифф.уравнения в частных производных
Сообщение04.12.2011, 15:59 


04/12/11
4
Здравствуйте!Заранее извиняюсь за тривиальный вопрос.
Никак не могу найти общее решение уравнения:
$x^2U_{xx}-2xyU_{xy}+y^2U_{yy}+xU_{x}+yU_{y} = 0$
Решал так:
1)определил тип уравнения:D = 0, уравнение параболического типа.
2)находим общие интегралы уравнения характеристик:
$x^2dy^2+2xydxdy+y^2dx^2=0$
$(xdy+ydx)^2=0$
уравнение с разделяющимися переменными,интегрируем, и получаем интеграл:
$h_1(x,y)=x+y$
3)делаем замену переменных:
$\xi=y+x,\eta=x$ Якобиан преобразование не равен нулю,проверял.
4)по правилу дифференцирования сложной функции получаем:
$U_x=U_\xi+U_\eta$
$U_y=U_\xi$
$U_{xx}=U_{\xi\xi}+2U_{\xi\eta}+U_{\eta\eta}$
$U_{yy}=U_{\xi\xi}$
$U_{xy}=U_{\xi\xi}+U_{\xi\eta}$

5)Подставляем в исходное уравнение и получаем:
$x^2*(U_{\xi\xi}+2U_{\xi\eta}+U_{\eta\eta})-2xy(U_\xi+U_{\xi\eta})+y^2U_{\xi\xi}+x(U_\xi+U_\eta)+yU_\xi=0$

В пункте 5 возникает проблема.Обычно после этой подстановки практически все сокращается, но а уменя не сокращается ничего и как составить характеристическое уравнение в таком случае я без понятия. В общем требуется помощь.
Спасибо.

 Профиль  
                  
 
 Re: общее решение простого дифф.уравнения в частных производных
Сообщение04.12.2011, 18:07 
Заслуженный участник


03/01/09
1702
москва
Проверьте $h_1(x,y)$.

 Профиль  
                  
 
 Re: общее решение простого дифф.уравнения в частных производных
Сообщение04.12.2011, 21:39 


04/12/11
4
Да,спасибо,все прекрасно решается.Со свойствами логарифмов налажал.

 Профиль  
                  
 
 Re: общее решение простого дифф.уравнения в частных производных
Сообщение05.12.2011, 15:53 


04/12/11
4
Черт,все-таки не далеко я ушел от предыдущего проблемного места.
Уравнение,написанное в первом посте,записал в каноническом виде:
$x^2U_{\eta\eta}+xU_\eta=0$
Сократил на $x^2$ и выполнил обратную замену переменной ($\eta=x$) и получил:
$U_{\eta\eta}+(1/\eta) U_\eta=0$
Как дальше решать?Я так понимаю надо записать характеристическое уравнение,но как это сделать в моем случае?

 Профиль  
                  
 
 Re: общее решение простого дифф.уравнения в частных производных
Сообщение05.12.2011, 16:38 
Заслуженный участник


03/01/09
1702
москва
Теперь у Вас получилось обыкновенное ДУ по переменной $\eta $.

 Профиль  
                  
 
 Re: общее решение простого дифф.уравнения в частных производных
Сообщение05.12.2011, 17:00 


04/12/11
4
Да,я вижу. Я,допустим,могу найти общее решение этого уравнения,но что мне с ним делать дальше?

 Профиль  
                  
 
 Re: общее решение простого дифф.уравнения в частных производных
Сообщение05.12.2011, 17:16 
Заслуженный участник


03/01/09
1702
москва
Это и будет общее решение исходного уравнения(после перехода к переменным $x$ и $y$),но при решении обыкновенного ДУ нужно будет учесть,что постоянные интегрирования на самом деле будут произвольными функциями переменной $\xi $.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group