How to | 偏微分方程式を解く方法
Wolfram言語の微分方程式解法関数は,多くの種類の微分方程式に適用できる.これらの関数は,適切なアルゴリズムを自動的に選択するので,ユーザが予め処理をする必要はない.このような微分方程式の1つに偏微分方程式がある.
Dを使って導関数を取り込み, の輸送方程式であるを設定し,それを変数pdeとして保存する:
DSolveを使って方程式を解き,解をsolnとして保存する.DSolveの第1引数は方程式,第2引数は解くための関数,第3引数は独立変数のリストである.
答は規則として与えられ,C[1]は任意の関数である.
この解を,例えばf[x,t]という関数として使用する場合は,「/.」(ReplaceAllの簡略形)および [[...]](Partの簡略形)を使う:
DSolveの第1引数にリストを使って,のような初期条件を追加することができる.解はsolとして保存される:
Plot3Dを使って解をプロットする:
DSolveを使って,初期条件が である非同次の偏微分方程式 を解く.解はpdesolとして保存される:
Manipulateを使って,パラメータa,b,cについて解Fsolがどのように変化するかを示す:
ここまでの例では,DSolveを使って偏微分方程式の記号解が求められている.任意の偏微分方程式にパラメータが含まれない場合には,NDSolveを使って数値解を得ることができる.NDSolveの結果はInterpolatingFunctionオブジェクトとして与えられる.
以下では,NDSolveによって出された解は,nsol1として保存される:
解をPlot3Dを使ってプロットする:
InterpolatingFunctionオブジェクトは,他の操作で評価,プロット,使用することができる.
InterpolatingFunctionの解だけをnsol1から得て,それを新しい記号nsol2に割り当てる:
Plot3Dを使って解nsol2をプロットする: