“求解下列初值问题:?2u/?x?t = 0,u(x,0) = x + ax2 + ex, u(0,t) = gt + rt2 + et。其中 i, a, g, r 为常数”
二阶偏微分方程。混合偏导数为零。给定了初始条件和边界条件。常数参数。
数学语言冰冷,精确,不带任何感情色彩。每一个符号他都认识,组合在一起,构成一个标准得不能再标准的数学物理方程初值问题。
可这是什么意思?一个数学题?在他刚刚进行了一场耗尽心血的情感剖白之后,她给了他一道数学题?
这题,他会吗?陆小宁盯着那个“?2u/?x?t”,脑子开始运转。
先对t积分?不对,这是混合偏导,应该先对x积分?还是……
偏微分方程,只学了个是皮毛,自己的专业里,用到的是数理逻辑、线代布代、离散、概率论与数理统计,很难用到这个。
这道题,一定有它的意义。一个只有他们两个人,或许只有她能给出、而他必须解出的意义。
他起身,走到书桌前,拧开台灯,从酒店提供的便签本上撕下一张纸,拿起笔。
试试吧。
他试图集中精神,将注意力投注到那些符号上。
?2u/?x?t = 0。这意味着函数u对x和t的混合二阶偏导为零。一个很特殊的方程。他尝试回想《偏微分方程导论》里的内容。这类方程的解,往往具有某种形式
他试着写下:由 ?2u/?x?t = 0,可积分得 ?u/?t = f(t)? 还是 ?u/?x = g(x)?不对,混合偏导为零,意味着先对x求偏导再对t求偏导,或者反过来,结果为零,这暗示解u(x,t) 可以写成u(x,t) = f(x) + g(t) ? 他写下这个形式。
似乎有门。他心跳快了些,在纸上演算。令 f(x) = ix + ax2 + ex - g(0), 而 f(0) = -g(0)
可这对吗?需要验证是否满足原方程
错了。哪里错了?他烦躁地抓了抓头发。g(0)抵消了,但et在t=0时等于1,这个1是多出来的。他边界条件用错了?
陆小宁又尝试了分离变量法,尝试了特征线法……脑子里那点关于偏微分方程的知识,像一团缠在一起的毛线,越理越乱。
公式、定理、特例在脑海里翻滚,