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■37502 / inTopicNo.1)  固有関数展開法
  
□投稿者/ トム 一般人(1回)-(2009/01/28(Wed) 13:18:23)
    初カキコです。大学2年の者です。

    偏微分方程式の解法で固有関数展開法を習いました。授業では
    u_t=(α^2)u_xx+f(x,t) (αは定数、uとfはxとtの関数)
    という関数の随伴同次問題
    u_t=(α^2)u_xx 
    を解いたときに得られる固有関数X(x)を用いて
    f(x,t)=f1(t)X1(x)+f2(t)X2(x)+・・・+fn(t)Xn(x)+・・・
    とf(x,t)を展開して話を進めていたのですが、
    では、波動方程式
    u_tt=(c^2)u_xx+g (cとgは定数、uはxとtの関数)
    を解く時も同じ方法を用いて解けるのでしょうか?
    つまり、定数gをx,tの関数f(x,t)とみなし、随伴同次問題
    u_tt=(c^2)u_xx
    を変数分離したときに得られる固有関数X(x)を用いて
    f(x,t)=f1(t)X1(x)+f2(t)X2(x)+・・・+fn(t)Xn(x)+・・・
    と展開して解いていき、最後にf(x,t)=gと代入して求めても問題ないのでしょうか?なんか定数gをfn(t)とXn(x)で分解するというのは気持ち悪いので、この解法で大丈夫なのかなぁと思いまして・・・

    どなたか教えてください。よろしくお願い致します。
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■37503 / inTopicNo.2)  Re[1]: 固有関数展開法
□投稿者/ サボテン 大御所(353回)-(2009/01/28(Wed) 14:51:12)
    Xの満たす方程式はk=const.として、
    kX=(c^2)X_xx
    となります。この固有関数系は実軸上の関数で完全系を張るので、
    g(x) = g1(t)X1(x)+g2(t)X2(x)+・・・+gn(t)Xn(x)+・・・
    と展開できます(実際は和ではなく、積分になります)

    あとは固有関数で展開した時の係数g_n(x)を求める必要があります。

    固有関数の意味を理解して使う必要があるでしょう。
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