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書記が数学やるだけ#670 熱伝導方程式の導出,変数分離による解法

今回から偏微分方程式について,特に物理学で出てくるものについてまとめていく。


問題


説明

偏微分方程式は,係数により大きく3種類に分類できる。


まず最初に,放物型について拡散方程式を中心に見ていく。


熱伝導方程式について本シリーズでは解法について紹介し,物理的意味は物理の項で再考する。


解答

拡散方程式の導出について,ここではエネルギー保存則を前提とした。


まずは変数分離に慣れていく。


係数を決めるには境界条件を用いる。一般解は重ね合わせの原理から導出。


両端が0でない場合について,平行移動により上と同じ式に変換することができる。


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