4.9 原书两组十个小题的路线与关键结果|数学物理方法

数学物理方法 · 4.9 原书两组十个小题的路线与关键结果
学习总目录

数学物理方程篇·第四章 / 4.9

原书两组十个小题的路线与关键结果

教材323—324页

4.9 · 教材323—324页

35 习题1的三个傅里叶问题

1(1) 上半平面调和。 对变换得,边界;由远处衰减选。反演得到

这是半平面的泊松积分核,解的方程是拉普拉斯方程。数据要与题设远处衰减要求相容,不能一边给整个边界恒为1、一边还要求所有无穷远方向解趋零。

1(2) 有源全直线热方程。 初温零,答案就是4.2的源项双积分;先解,再反演,不能漏掉过去时间积分。

1(3) 半直线给端温。 按题目要求用正弦变换,,初值零,得到。完整推导见4.4,与4.7时间拉普拉斯法相同。

4.9 · 教材323—324页

36 习题2的第1至3小题

2(1) 、、。对拉普拉斯,,再对求导,得。边界,故,反演。

2(2) 杆、左绝热、右恒温,初温,方程。像函数为

反演或留数给

长期趋。若,初时右端角点不连续。

2(3) 半直线,、初温、端点零温、远处。时间变换给

注意远处温度为,题设只要求导数趋零,不能擅自要求温度趋零。

4.9 · 教材323—324页

37 习题2的第4至6小题

2(4) 半无限弦初位移零、初速度常数、左端固定、远处。像方程给,所以

前沿上位移连续、导数分段,按适当较弱或分区意义理解。

2(5) 两端零温,,初温。时间变换或直接分模态得。

2(6) 两端绝热,初温,解为。平均值为零,所以没有常数项;一般绝热初温不能都删常数模态。

4.9 · 教材323—324页

38 习题2第7小题:径向三维波动化成一维

原题,径向对称,、、原点有界。令,则,,初速度。

时间拉普拉斯满足。半轴D边界的解可写

用延迟反演,把两段积分合并成奇延拓的一维波公式:。最终

原点值由极限求,不是把直接判为发散。教材提示的余弦积分也可经频率求导辅助正弦变换;这里给出了时间拉普拉斯的闭合路线。

来源、编排与掌握要求

依据用户提供的严镇军《数学物理方法》扫描本数学物理方程篇·第四章整理;正文印刷页310—323上部,章末习题323—324。扫描PDF文件页序等于印刷页码加6。按原书节序覆盖各主题,以重新讲解、推导主线和例题说明组织,未逐字复制原文。自编检查题与原书习题分开编号,原书题号可在本章习题路线中查找;本文件不声称是全部原书习题的逐题答案册。

第一轮优先掌握能独立做题所需的概念、步骤和适用条件;背景、证明及拓展均说明用途和暂缓深究的边界。数学物理方程篇·第四章含28道自编检查题及完整解析。公式与SVG内嵌,可离线阅读;屏幕答案默认折叠,打印时自动展开。整理日期:2026年10月22日。