How to| 求解偏微分方程
Wolfram 语言的微分方程求解函数可以用于许多不同种类的微分方程,自动选择合适的算法,而无须用户进行预处理. 其中一种类型是偏微分方程(PDE).
使用 D 来求导,以下建立 输运方程,,并把它存储为 pde:
使用 DSolve 来求解方程,并且把解存储为 soln. DSolve 的第一个变量是一个方程,第二个变量是要求解的函数,而第三个变量是自变量组成的列表:
答案作为一个规则给出,并且 C[1] 是一个任意函数.
若要把解作为一个函数来使用,比方说 f[x,t],则使用 /. (ReplaceAll 的简写形式)和 [[...]] (Part 的简写形式):
接着,您可以计算 f[x,t] 正如您即时任何其它函数一样:
您也可以通过使得 DSolve 的第一个变量为一个列表来增加一个初始条件,比如 . 该解被存储为 sol:
使用 Plot3D 来绘制解:
到目前为止的例子中都使用 DSolve 来获取偏微分方程的符号解. 当一个给定的偏微分方程不包含参数时,NDSolve 可以被用来获取数值解. NDSolve 的结果作为 InterpolatingFunction 对象给出.
以下,由 NDSolve 产生的解被存储为 nsol1:
使用 Plot3D 绘制解:
InterpolatingFunction 对象可以被计算、绘图以及使用在其它操作中.
从 nsol1 即可获得解 InterpolatingFunction 并且把它赋给新符号 nsol2:
使用 Plot3D 绘制解 nsol2: