Complements de matemàtiques: 1999-2000
Equació de difusió
Exemple 1
u_t = u_xx EDDP
u(0,t)=0
u(1,t)=0 CC
u(x,0)=1 CI
A_n= 4/(n Pi)
n Imparells
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_2.gif]](cm-demo-bis_gr_2.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_3.gif]](cm-demo-bis_gr_3.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_6.gif]](cm-demo-bis_gr_6.gif)
Exemple 2
u_t = u_xx
EDDP
u(0,t)=0
u(1,t)=0
CC
u(x,0)=x(1-x)
CI
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_9.gif]](cm-demo-bis_gr_9.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_10.gif]](cm-demo-bis_gr_10.gif)
A_n= 8/(n^3 Pi^3)
n Imparells
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_11.gif]](cm-demo-bis_gr_11.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_12.gif]](cm-demo-bis_gr_12.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_14.gif]](cm-demo-bis_gr_14.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_15.gif]](cm-demo-bis_gr_15.gif)
Equació d'ones en 1 dimensió
Exemple 1
El problema és l'equació d'ones amb
(x,0)=Sin[Pi
x]+0.5 Sin[3 Pi x]
(x,0)=
0
La solució és de la forma
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_18.gif]](cm-demo-bis_gr_18.gif)
Exemple 2
El problema és l'equació d'ones amb
(x,0)=δ(x-a)
(x,0)=
0
La solució és de la forma
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_22.gif]](cm-demo-bis_gr_22.gif)
La suma parcial es pot calcular analíticament
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_23.gif]](cm-demo-bis_gr_23.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_24.gif]](cm-demo-bis_gr_24.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_25.gif]](cm-demo-bis_gr_25.gif)
Mentre
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_26.gif]](cm-demo-bis_gr_26.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_27.gif]](cm-demo-bis_gr_27.gif)
Que és igual a
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_28.gif]](cm-demo-bis_gr_28.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_29.gif]](cm-demo-bis_gr_29.gif)
Per tant definint
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_30.gif]](cm-demo-bis_gr_30.gif)
Tindrem una solució sumada
u[x_, t_,a_,N_Integer] :=
(g[x-a+t,N]+g[x-a-t,N]-g[x+a+t,N]-g[x+a-t,N])
Exemple 3
El problema és l'equació d'ones amb
(x,0)=h(1-|2x-1|)
(x,0)=
0
es a dir la corda de guitarra de longitud 1 estirada pel mig.
Els coefficients de la sèrie de fourier es obtenim fent
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_34.gif]](cm-demo-bis_gr_34.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_35.gif]](cm-demo-bis_gr_35.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_36.gif]](cm-demo-bis_gr_36.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_37.gif]](cm-demo-bis_gr_37.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_38.gif]](cm-demo-bis_gr_38.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_40.gif]](cm-demo-bis_gr_40.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_41.gif]](cm-demo-bis_gr_41.gif)
![[Graphics:Images/cm-demo-bis_gr_43.gif]](cm-demo-bis_gr_43.gif)