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D solve partial differential equations second order pdes

教程 16 步,在同一个会话中按顺序运行。每一步都在引擎上执行过,下面的输出就是它实际产生的。

第 1 步
LaplaceEquation = D[u[x, y], {x, 2}] + D[u[x, y], {y, 2}] == 0;

无输出——这一步是在为下一步做准备。

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

无输出——这一步是在为下一步做准备。

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

无输出——这一步是在为下一步做准备。

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

无输出——这一步是在为下一步做准备。

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

无输出——这一步是在为下一步做准备。

第 15 步
sol = DSolve[eqn, u, {x, y}]
输出
{{u -> Function[{x, y}, C[1][-5*x + y] + x*C[2][-5*x + y]]}}
第 16 步
eqn /. sol//Simplify
输出
{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}

用到的函数

相关操作示例

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