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D solve partial differential equations second order pdes

チュートリアル 16 ステップを1つのセッション内で順に実行します。各ステップはエンジンで実行済みで、以下の出力は実際に生成されたものです。

ステップ 1
LaplaceEquation = D[u[x, y], {x, 2}] + D[u[x, y], {y, 2}] == 0;

出力なし - このステップは次のステップの準備をします。

ステップ 2
DSolve[LaplaceEquation, u[x, y], {x, y}]
出力
{{u[x, y] -> C[1][I*x + y] + C[2][-I*x + y]}}
ステップ 3
a = 3;b = 1;c = 5;b ^ 2 - 4a * c
出力
-59
ステップ 4
eqn = a * D[u[x, y], {x, 2}] + b * D[u[x, y], x, y] + c * D[u[x, y], {y, 2}] == 0;

出力なし - このステップは次のステップの準備をします。

ステップ 5
sol = DSolve[eqn, u, {x, y}]
出力
{{u -> Function[{x, y}, C[1][((-1 + I*Sqrt[59])*x)/6 + y] + C[2][((-1 - I*Sqrt[59])*x)/6 + y]]}}
ステップ 6
eqn /. sol//Simplify
出力
{5*Derivative[0, 2][Function[{x, y}, C[1][((-1 + I*Sqrt[59])*x)/6 + y] + C[2][((-1 - I*Sqrt[59])*x)/6 + y]]][x, y] + Derivative[1, 1][Function[{x, y}, C[1][((-1 + I*Sqrt[59])*x)/6 + y] + C[2][((-1 - I*Sqrt[59])*x)/6 + y]]][x, y] + 3*Derivative[2, 0][Function[{x, y}, C[1][((-1 + I*Sqrt[59])*x)/6 + y] + C[2][((-1 - I*Sqrt[59])*x)/6 + y]]][x, y] == 0}
ステップ 7
WaveEquation = D[u[x, t], {x, 2}] - D[u[x, t], {t, 2}] == 0;

出力なし - このステップは次のステップの準備をします。

ステップ 8
DSolve[WaveEquation, u[x, t], {t, x}]
出力
DSolve[-Derivative[0, 2][u][x, t] + Derivative[2, 0][u][x, t] == 0, u[x, t], {t, x}]
ステップ 9
a = 2;b = 7;c = -1;b ^ 2 - 4a * c
出力
57
ステップ 10
eqn = a * D[u[x, y], {x, 2}] + b * D[u[x, y], x, y] + c * D[u[x, y], {y, 2}] == 0;

出力なし - このステップは次のステップの準備をします。

ステップ 11
sol = DSolve[eqn, u, {x, y}]
出力
{{u -> Function[{x, y}, C[1][((-7 - Sqrt[57])*x)/4 + y] + C[2][((-7 + Sqrt[57])*x)/4 + y]]}}
ステップ 12
eqn /. sol//Simplify
出力
{-Derivative[0, 2][Function[{x, y}, C[1][((-7 - Sqrt[57])*x)/4 + y] + C[2][((-7 + Sqrt[57])*x)/4 + y]]][x, y] + 7*Derivative[1, 1][Function[{x, y}, C[1][((-7 - Sqrt[57])*x)/4 + y] + C[2][((-7 + Sqrt[57])*x)/4 + y]]][x, y] + 2*Derivative[2, 0][Function[{x, y}, C[1][((-7 - Sqrt[57])*x)/4 + y] + C[2][((-7 + Sqrt[57])*x)/4 + y]]][x, y] == 0}
ステップ 13
a = 3;b = 30;c = 75;b ^ 2 - 4a * c
出力
0
ステップ 14
eqn = a * D[u[x, y], {x, 2}] + b * D[u[x, y], x, y] + c * D[u[x, y], {y, 2}] == 0;

出力なし - このステップは次のステップの準備をします。

ステップ 15
sol = DSolve[eqn, u, {x, y}]
出力
{{u -> Function[{x, y}, C[1][-5*x + y] + x*C[2][-5*x + y]]}}
ステップ 16
eqn /. sol//Simplify
出力
{75*Derivative[0, 2][Function[{x, y}, C[1][-5*x + y] + x*C[2][-5*x + y]]][x, y] + 30*Derivative[1, 1][Function[{x, y}, C[1][-5*x + y] + x*C[2][-5*x + y]]][x, y] + 3*Derivative[2, 0][Function[{x, y}, C[1][-5*x + y] + x*C[2][-5*x + y]]][x, y] == 0}

使用する関数

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