Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Радченко.Кудряшов.УМФ.pdf
Скачиваний:
52
Добавлен:
24.03.2015
Размер:
362.2 Кб
Скачать

18.Сформулировать задачи Дирихле и Неймана.

19.Функция Грина задачи Дирихле и ее свойства.

20.Связь функции Грина для плоских областей с конформными отображениями.

21.Сформулировать теоремы Фредгольма.

22.Потенциал простого слоя и его свойства.

23.Потенциал двойного слоя и его свойства.

24.Сформулировать теорему о разрешимости внутренней задачи Дирихле через потенциалы.

25.О разрешимости задач Неймана.

4. ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Предлагаем варианты типовых контрольных работ, закрепленных за соответствующими модулями. Они будут хорошим материалом для самопроверки и подготовки к самим контрольным работам.

4.1. Задания для модуля 1.

Тема: классификация уравнений и приведение их к каноническому виду. Вариант №1.

1. Найти частное решение уравнения

 

 

3x

2u

2y

 

2u

+

u

=0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

xy

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

удовлетворяющее условиям: u

 

 

 

=3y3 2y , u

 

= y +5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x=1

x

 

x=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Пусть уравнение уже приведено к каноническому виду

 

 

 

2u

 

2

u

=0

при ξ = 2x 3y, η =3x + 2y .

 

 

 

ξη

η

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти

его

 

частное

 

решение,

удовлетворяющее условиям: u

 

x=0 =6y 1,

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

3. Указать одну из подстановок, приводящих данное уравнение к каноническому виду. Указать тип уравнения и ожидаемый канонический вид:

а)

б)

в)

sin2 y

2u

+cos4 x

2u

+

u

=0,

 

x2

 

y2

 

x

 

e2x 2u 2ex

x2

x2 2u 2xy

x2

2u + 2u +3 u =0 , xy y2 y

2u

+(9 + y

2

)

2u

u

=0 .

xy

 

y2

x

 

 

 

 

 

Вариант №2.

1. Привести к каноническому виду уравнение

9x2 2u 6xy 2u + y2 2u + y u =0 .

x2 xy y2 y

2. Найти частное решение уравнения

2u + 2u 2u +3 u x2 xy y2 x

+3 uy =0, удовлетворяющее условиям:

u

 

 

= f (x),

u

 

= F(x) .

 

 

 

 

 

 

 

y=0

 

y

 

y=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2. Задания для модуля 2

Тема: Решение однородных начально-краевых задач методом Фурье. Стационарные неоднородности.

Вариант № 1.

1. Решить начально-краевую задачу

2u

= a

2

2u

,

0 x ,

t 0;

u(0,t)

=0,

u

( ,t) =0 ;

 

 

t2

 

x2

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x,0) = x, u (x,0) =3sin πx

2sin 5πx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

2. Решить начально-краевую задачу

 

 

 

 

 

 

 

u

= a2 2u

 

,

0 x ,

t 0;

u (0,t) =0,

u

( ,t) =0

; u(x,0)

=sin2 πx .

t

 

 

x2

 

 

 

 

x

 

 

x

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

33

 

 

 

 

 

 

 

Вариант № 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. В области 0 x , t 0 найти решение уравнения

 

2u

= a

2 2u

 

+ 4cos

2πx

, удовлетворяющее условиям

 

t2

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u (0,t) =0,

 

u ( ,t) =0

, u(x,0) =6sin

2

3πx

,

u (x,0) =5cos

5πx .

 

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

2. В области 0 x , t 0 найти решение уравнения

 

2u

= a

2 2u

 

+ Ax , удовлетворяющее условиям

 

t2

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(0,t) =0, u( ,t) =

 

A 3

 

,

u(x,0) =0,

u

(x,0) =0 .

 

2a2

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3. Задания для модуля 3

 

 

 

 

 

 

 

Тема: неоднородные начально-краевые задачи.

 

Вариант 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Решить начально-краевую задачу

 

 

 

 

 

 

2u

= a

2 2u

 

+ q, 0 x , t 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

t2

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(0,t) =0,

u ( ,t) =0 ;

u(x,0) =0,

u

(x,0) =0 .

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

2. Решить начально-краевую задачу

 

 

 

 

 

 

u

= a2 2u

,

0 x ,

 

t 0; u(0,t) =t2 , u

( ,t) = 2 ; u(x,0) = 2x .

t

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

Вариант2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. В области 0 x , t 0 найти решение уравнения

 

2u

= a

2 2u

 

+ g , удовлетворяющее условиям

 

t2

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(0,t) =0,

u

( ,t) =0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x,0) =

g

 

(

2 x x2 )+3sin

3πx

,

u (x,0) =5sin 5πx .

 

 

2

 

 

 

 

 

2a

 

 

 

 

 

 

 

 

2

t

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

 

 

 

 

 

 

2. . В области 0 x , t 0 найти решение уравнения

u = a2 2u + hx( x), удовлетворяющее условиям

t x2

u(0,t) =0, u( ,t) =0, u(0,t) =ϕ(x) .

4.4. Задания для модуля 4

Тема: задачи для эллиптических уравнений. Вариант 1.

1. В области x2 + y2 4 найти частное решение уравнения

2u + 2u = 2xy , обращающееся в нуль на границе.

x2 y2

2. В области 0 x a, 0 y b найти частное решение уравнения

2u

+

2u

=3sin

πx

+9sin

3πx

, обращающееся в нуль на границе.

x2

y2

a

a

 

 

 

 

5. ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТА ПРИ МОДУЛЬНОМ ПОСТРОЕНИИ КУРСА «УРАВНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ»

Данная учебная дисциплина содержит 4 учебных модуля, завершающихся контрольными работами. Данная форма контроля предполагает оценку по 5-ти балльной системе. Для каждого из модулей определена трудоемкость в долях и форма контроля знаний (контрольная работа или индивидуальное задание). Трудоемкость модуля (WM) определяется преподавателем, учитывающим объем и сложность материала, составляющего этот модуль, и его важностью в системе выделенных модулей. В таблице (столбец 3) приведены предлагаемые значения трудоемкости для каждого модуля в долях единицы. Сумма этих величин должна быть равна единице. В столбце 4 для каждого модуля определена форма контроля .

В течение семестра студент, выполняющий в рамках каждого модуля контрольную работу, накапливает свою рейтинговую оценку (OR ):

35

OR = 4 Wn On ,

n=1

-означает суммирование по изученным модулям,

On - оценка по 5-ти балльной системе знаний студента по модулю. Wn - трудоемкость модуля.

Рейтинговая оценка знаний студента OR может принимать значения от единицы до пяти (минимальной оценкой считаем 1). Значение 5 получаем только в том случае, когда по всем модулям студент получит 5. Соответственно рейтинговая оценка 1 означает, что по всем контрольным студент получил 1, то есть минимальное количество баллов.

Описание модульной структуры курса «Уравнения математической физики»

Название модуля

 

Трудоемкость

Форма

контроля

п.п.

 

 

 

модуля

(оценивается по 5-

 

 

 

 

долях)

 

ти

балльной

 

 

 

 

(Wn )

 

системе)

 

 

 

 

 

 

 

(On )

 

1

 

2

 

3

 

 

4

1

Квалификация квазилинейных

 

0,2

 

Контрольная

 

уравнений второго порядка. Общее

 

 

работа

 

 

решение. Решение задачи Коши

 

 

 

 

 

 

методом характеристик.

 

 

 

 

 

2

Уравнения гиперболического типа.

0,3

 

Контрольная

 

Решение начальнокраевых задач

 

 

работа

 

 

методом Фурье.

 

 

 

 

 

3

Уравнения

параболического

типа.

0,25

 

Контрольная

 

Решение начально-краевых задач для

 

 

работа

 

 

уравнений

теплопроводности

и

 

 

 

 

 

диффузии.

 

 

 

 

 

 

4

Уравнения эллиптического типа.

 

0,25

 

Контрольная

 

 

 

 

 

 

работа

 

Итого:

 

 

1,0

 

 

 

Итоговая оценка знаний студента по курсу складывается из рейтинговой оценки знаний студента OR (в общем случае эта оценка может задаваться

36

дробным числом) и экзаменационной оценки OE и находится по таблице итоговых оценок по курсу.

Таблица итоговых оценок по курсу

Экзаменационная

Область, которой

Итоговая оценка OI

оценка OE

принадлежит рейтинговая

 

 

оценка OR

 

5

[4,5]

5

[3,4)

4

 

[1,3)

3

4

[4,5]

4

[3,4)

4

 

[2,3)

3

 

[1,2)

2

3

[4,5]

4

[2,4)

3

 

[1,2)

2

2

[1,5]

2

 

 

 

37

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]