mathematica中对偏微分方程组mathematica中对偏微分方程组{D[u[x, t], {t, 2}] - D[u[x, t], {x, 2}] == 0, u[x, 0] == Sin[x*2], u[6, t] == u[-6, t]}怎么解
时间: 2023-12-02 20:03:39 浏览: 203
您可以使用`DSolve`来解决这个问题。首先,将偏微分方程组转换为Mathematica可读的形式,即:
```
eqn = {D[u[x, t], {t, 2}] - D[u[x, t], {x, 2}] == 0, u[x, 0] == Sin[x*2], u[6, t] == u[-6, t]};
```
然后使用`DSolve`来解决方程组:
```
sol = DSolve[eqn, u[x, t], {x, t}]
```
`DSolve`将返回解析解。您可以使用`Simplify`或`FullSimplify`来简化解析解。如果您只需要数值解,可以使用`NDSolve`。例如:
```
sol = NDSolve[eqn, u[x, t], {x, -6, 6}, {t, 0, 10}];
```
`NDSolve`将返回`InterpolatingFunction`,您可以使用`Plot3D`或`Manipulate`来可视化解。例如:
```
Plot3D[Evaluate[u[x, t] /. sol], {x, -6, 6}, {t, 0, 10}]
```
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mathematica中对偏微分方程组mathematica中对偏微分方程组{I*D[u[x, z], z] + (1/2)*D[u[x, z], {x, 2}] + 1*(Abs[u[x, z]])^2*(u[x, z]) == 0, u[x, 0] == Exp[-x^2], u[10, z] == u[-10, z]}怎么解
可以使用NDSolve函数来求解该偏微分方程组。具体代码如下:
```
eqns = {I*D[u[x, z], z] + (1/2)*D[u[x, z], {x, 2}] + 1*(Abs[u[x, z]])^2*(u[x, z]) == 0, u[x, 0] == Exp[-x^2], u[10, z] == u[-10, z]};
sol = NDSolve[eqns, u, {x, -10, 10}, {z, 0, 1}];
```
其中,eqns是偏微分方程组,u是未知函数,{x,-10,10}和{z,0,1}分别是x和z的求解区间,sol是求解结果。此时,sol存储的是一个插值函数,可以使用Evaluate函数将其转化为数值函数,然后进行可视化:
```
Plot3D[Evaluate[Abs[u[x, z]] /. sol], {x, -10, 10}, {z, 0, 1}, PlotRange -> All]
```
得到的结果如下图所示:
![image.png](attachment:image.png)
mathematica中对偏微分方程组{D[u[x, t], t] - D[u[x, t], {x, 2}] == 0, u[x, 0] == Exp[-x^2]}怎么解
你可以使用 `NDSolve` 命令来求解偏微分方程组。下面是一个示例代码:
```
sol = NDSolve[{D[u[x, t], t] - D[u[x, t], {x, 2}] == 0, u[x, 0] == Exp[-x^2]}, u, {x, -10, 10}, {t, 0, 1}];
```
其中,第一个参数是偏微分方程组,第二个参数是待求解的函数,第三个和第四个参数分别是求解的区域和时间范围。
求解完成后,你可以使用 `Plot3D` 命令来可视化结果:
```
Plot3D[Evaluate[u[x, t] /. sol], {x, -10, 10}, {t, 0, 1}]
```
这将会绘制出函数在空间和时间上的变化情况。
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