Citat:
Ursprungligen postat av
melyhna
Det är fel, de får något med E upphöjt (integrerande faktor?) plus en till konstant.
Ekvation: ∂²f/∂x² - ∂²f/∂y² = 2 ∂f/∂x - 2∂f/∂y
Sätt f(x, y) = g(u, v), där u=x-y, v=x+y. Vi får då
∂f/∂x = ∂g/∂u ∂u/∂x + ∂g/∂v ∂v/∂x = ∂g/∂u + ∂g/∂v
∂f/∂y = ∂g/∂u ∂u/∂y + ∂g/∂v ∂v/∂y = -∂g/∂u + ∂g/∂v
∂²f/∂x² = (∂(∂g/∂u)/∂u ∂u/∂x + ∂(∂g/∂u)/∂v ∂v/∂x) + (∂(∂g/∂v)/∂u ∂u/∂x + ∂(∂g/∂v)/∂v ∂v/∂x)
= (∂²g/∂u² + ∂²g/∂u∂v) + (∂²g/∂v∂u + ∂²g/∂v²) = ∂²g/∂u² + 2 ∂²g/∂u∂v + ∂²g/∂v²
∂²f/∂y² = -(∂(∂g/∂u)/∂u ∂u/∂y + ∂(∂g/∂u)/∂v ∂v/∂y) + (∂(∂g/∂v)/∂u ∂u/∂y + ∂(∂g/∂v)/∂v ∂v/∂y)
= -(-∂²g/∂u² + ∂²g/∂u∂v) + (-∂²g/∂v∂u + ∂²g/∂v²) = ∂²g/∂u² - 2 ∂²g/∂u∂v + ∂²g/∂v²
Ny ekvation:
4 ∂²g/∂u∂v = 2 ∂g/∂u
Dividera med 4 och lös (integrera) m.a.p. u:
∂g/∂v = (1/2)g + a(v),
där a(v) är en arbiträr funktion.
Denna har lösningen
g(u, v) = C(u) e^(v/2) + A(v),
där A(v) uppfyller A'(v) = (1/2) A(v) + a(v).
Men eftersom a(v) är arbiträr och okänd är även A(v) okänd och vi behöver inte bry oss om villkoret på A.
Detta ger
f(x, y) = g(x-y, x+y) = C e^((x+y)/2) + A(x+y).
Om vi i stället hade börjat med att lösa ∂(∂g/∂u)/∂v = (1/2) ∂g/∂u m.a.p. v:
∂g/∂u = c(u) e^(v/2)
Detta ger sedan via partiell integration (C' = c och (∂/∂u)e^(v/2) = 0):
g(u, v) = C(u) e^(v/2) + A(v)