f(x,y=0)=sin(πx);f(x,y=1)=e^(-π)sin(πx);f(x=0,y)=f(x=1,y)=0,∇^2f=0,求f
时间: 2023-11-28 18:04:22 浏览: 132
根据题意,我们可以列出以下偏微分方程:
$$\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}+\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}=0$$
对于 $y=0$ 和 $y=1$ 的情况,我们可以利用边界条件和函数值来求解。
当 $y=0$ 时,根据边界条件 $f(x=0,y)=f(x=1,y)=0$,我们可以得到:
$$f(x,y=0)=\sum_{n=1}^{\infty} A_n\sin(n\pi x)$$
其中,
$$A_n=\frac{2}{1-e^{-n\pi}}\int_0^1 f(x,0)\sin(n\pi x)\mathrm{d}x$$
代入 $f(x,y=0)=\sin(\pi x)$,可得:
$$f(x,y=0)=\sum_{n=1}^{\infty} \frac{2\sin(n\pi x)}{n(e^{n\pi}-e^{-n\pi})}$$
当 $y=1$ 时,根据边界条件 $f(x=0,y)=f(x=1,y)=0$ 和函数值 $f(x,y=1)=e^{-\pi}\sin(\pi x)$,我们可以得到:
$$f(x,y=1)=\sum_{n=1}^{\infty} B_n\sin(n\pi x)$$
其中,
$$B_n=\frac{2}{1-e^{-n\pi}}\int_0^1 f(x,1)\sin(n\pi x)\mathrm{d}x$$
代入 $f(x,y=1)=e^{-\pi}\sin(\pi x)$,可得:
$$f(x,y=1)=\sum_{n=1}^{\infty} \frac{2e^{-n\pi}\sin(n\pi x)}{n(e^{n\pi}-e^{-n\pi})}$$
综合以上结果,我们可以得到最终的解:
$$f(x,y)=\sum_{n=1}^{\infty} \frac{2\sinh(n\pi y)e^{-n\pi}\sin(n\pi x)}{n(e^{n\pi}-e^{-n\pi})}$$
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