数学物理方程篇·第五章 / 5.12
降维法与二维波动
教材§5.4.2,第362—365页
43 降维不是把三维公式里的z删掉
若三维初值与
球半径
两半球面提供因子2。把它带进三维速度项,就得二维核
两个关键点: 积分域是圆盘,不是圆周;边缘有可积奇异性,不是一个有限的边缘值。分母的根号来自投影面积元,因此不能凭外形把三维球壳直接降成二维圆环。
二维根号核的几何来源是球面投影面积元,且两半球贡献相等。
44 二维完整公式:初位移仍然有时间导数
令
求时间导数时,积分区域也在动,边缘核又奇异,不能直接把一个普通端点值代入变限求导公式。安全做法是先积分,或令
例如二维速度为常数1,极坐标积分给
所以零初位移时
45 教材圆盘初位移例题:为什么会出现负的尾部
初速度0,初位移在单位圆盘内为1、外为0。只求中心
当
后一个量为负,且
本例要学的: 分段由圆盘与初值支集的交叠关系决定;先求积分再求时间导数。无需背这个特定单位圆盘的答案。
练习23 二维核的总积分
用极坐标验证
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角积分
练习24 二维二次初位移
二维波动方程
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设