Уравнение теплопроводности: различия между версиями

[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Строка 36:
где <math>\varphi(x)</math> — ''начальная функция'', непрерывная и ограниченная на всём пространстве, и искомая функция <math>u=u(x,t)</math> является '''непрерывной и ограниченной''' при <math>t \geq 0</math> и всех значениях аргумента <math>x</math>.
 
В случае <math>f(x,t) \equiv 0</math> (система теплоизолирована), уравнение теплопроводности и соответствующая ему задача Коши называются ''однородными''. Для однородной задачи Коши имеют место следующие свойства<ref>''Петровский И. Г.'' Лекции об уравнениях с частными производными. — гл.&nbsp;IV, § 40. — Любое издание.</ref>:
{{рамка}}
: <math>\begin{array}{l}
\displaystyle
\frac{\partial u}{\partial t} - \alpha \Delta u = 0,
\quad x \in \mathbb{R}^n, \; t>0, \\
{}\qquad
u(x,\;0)=\varphi(x), \quad x \in \mathbb{R}^n, \\
\end{array}</math>
{{/рамка}}
называются ''однородными''. Для однородной задачи Коши имеют место следующие свойства<ref>''Петровский И. Г.'' Лекции об уравнениях с частными производными. — гл.&nbsp;IV, § 40. — Любое издание.</ref>:
 
* '''Принцип максимума для однородной задачи Коши (теорема о максимуме и минимуме):''' ДляРешение любогооднородной задачи Коши удовлетворяет неравенствам <math>T>0 \inf \varphi \leq u(x,t) \leq \sup \varphi</math> решениепри однороднойвсех задачи<math>x Коши\in удовлетворяет\mathbb{R}^n</math> неравенствами <math>t>0</math>.
: <math> \inf \varphi \leq u(x,t) \leq \sup \varphi, \ \ \forall \ (x,y) \in S = \{(x,t): 0 \leq t \leq T, \ x \in \mathbb{R}^n\}</math>.
 
* '''Теорема существования и единственности:''' РешениеДля однородной задачи Коши в любой полоселюбого <math>ST>0</math> решение однородной задачи Коши существует, единственно и непрерывно зависит от начальной функции <math>\varphi(x)</math> в полосе <math>S = \{(x,t): 0 \leq t \leq T, \ x \in \mathbb{R}^n\}</math>. Другими словами, данная задача Коши является [[Корректно поставленная задача|корректно поставленной]]. (Это утверждение является простым следствием принцип максимума.)
* '''Фундаментальным решением''' или '''ядром''' уравнения теплопроводности называется решение задачи Коши для однородного уравнения теплопроводности с начальным условием <math>\varphi(x)=\delta(x)</math>, где <math>\,\delta(x)</math> — [[дельта-функция]] Дирака. Оно имеет вид:
: <math>