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山大-数学物理方法ppt课件(齐次方程的分离变量法).ppt

这里弦是有限长的,即有两个端点,波在端点时间来回反射 同频率的反向波形成驻波 在驻波中,有的点振幅最大,叫做波腹,还有些最小,叫做波节 驻波没有波形传播,即各振动项位点不依次滞后,他们按统一方 此时,驻波的一般表达式具有分离变数的形式! 把上式代入振动方程和边界条件可得: (与t 无关) 式随时间t 振动,可以表示成T (t )但各点振幅随地点而异,即是 x 的函数X (x ),则驻波的一般表达式为: 1对于方程 同除 则可得 左边是时间t 的函数,与坐标x 无关,右边是坐标x 的函数,与 就把原方程分为两个常微分方程,即: 我们先来求解X ,根据 的不同来考察 (1 ) 时间t 无关,显然不等,除非等于常数,记常数为 2方程的解是 积分常数由初始条件确定: 由此可得 即 驻波 没有意义,故排除! (2 ) 此时方程的解是: 积分常数由初始条件确定: 由此可得 即 没有意义,故排除! 3(2 ) 此时方程解为: 积分常数由初始条件来确定 此时如果 仍然可得 从而 应该予以排除! 只剩下一种可能: 则 即: 而此时 C 2 为任意常数 注:上式正是傅里叶正弦级数的基本函数族! 4由以上过

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