Найти решение первой смешанной задачи для уравнения теплопроводности на отрезке ut=uxx, 0<x<1, t>0, (1) ux,0=2x2, 0≤x≤12, 1-x,

Найти решение первой смешанной задачи для уравнения теплопроводности на отрезке
ut=uxx, 0&lt;x&lt;1, t&gt;0,
(1)
ux,0=2x2, 0≤x≤12, 1-x, (Решение → 24879)

Найти решение первой смешанной задачи для уравнения теплопроводности на отрезке ut=uxx, 0<x<1, t>0, (1) ux,0=2x2, 0≤x≤12, 1-x, 12<x≤1 (2) u0,t=0, u1,t=0. (3)



Найти решение первой смешанной задачи для уравнения теплопроводности на отрезке
ut=uxx, 0&lt;x&lt;1, t&gt;0,
(1)
ux,0=2x2, 0≤x≤12, 1-x, (Решение → 24879)

Решение ux,t задачи определяется формулой
ux,t=n=1∞Cne-πn2tsinπnx.
Коэффициенты Cn вычисляются по формуле
Cn =201/22x2sinπnxdx+1/211-xsinπnxdx=
=201/22x2-1πndcosπnx+1/211-x-1πndcosπnx=
=-2πn2x2cosπnx01/2-01/2cosπnx4xdx+1-xcosπnx1/21+1/21cosπnxdx=
=-2πn12cosπn2-401/2x1πndsinπnx-12cosπn2+1πnsinπnx1/21=
=-2πn-4πnxsinπnx01/2-01/2sinπnxdx-1πnsinπn2=
=-2πn-4πn12sinπn2+1πncosπnx01/2-1πnsinπn2=
=2π2n23sinπn2+4πncosπn2-1=2π3n33πnsinπn2+4cosπn2-4.
Таким образом, решение исходной задачи имеет вид
ux,t=k=1∞2π3n33πnsinπn2+4cosπn2-4e-π2n2tsinπnx.
Ответ:
ux,t=k=1∞2π3n33πnsinπn2+4cosπn2-4e-π2n2tsinπnx.