1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

chỉnh hóa một số bài toán Moment 10

14 306 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Chỉnh hóa một số bài toán moment 10
Trường học Trường Đại Học
Thể loại bài toán
Định dạng
Số trang 14
Dung lượng 2,42 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

luận văn này, khảo sát bài toán moment và tìm cách chỉnh hóa một số bài toán moment cụ thể.

Trang 1

Chuang II: MQt s6 b~liloan quy v~ b~liloan moment

CmJONG II: MOT SO BA.I TOAN QUY VE BA.I TOAN MOMENT

2.1 Bai toaD bie'n d6i Laplace ngu'o'c :

Xet bai loan: TIm ham u khi bie't bie'n d6i Laplace cua no t~i cac di~m nguyen :

B~t t = e-x.Khi do x=-lilt

r u(x).e-kxdx = ru(x).e-x e-kx+xdx

= ru(x).e-x e-(k-,)xdx

= !w(t).tkdt Voi wet)=t lie-lilt)

M~t khac do x ~ 0 => 0 < e-x ::; 1 => 0 < t::; 1

V~y (2.1) dU<;1Cvie't l~i thanh: lw(t).tkdt= f-lk+1 k = 0,1,2,

Bay la bai loan moment Hausdorff mQt chi~u ma ta d3: gioi thi~u d phftn

2.2 Bai toon "hiet "glide thai gian:

Xet phuong trlnh nhi~t ~u - Ut=0 V (x, y, t) E R2 X R+.d day ta chQn dQ d~n nhi~t la 1 va u=u (x,y, t) la nhi~t dQ t~i di~m (x, y) vao thai di~m t

Ta xet bai loan xac dinh phan bo nhit$t dQ tC).ithdi di~m t = 0, u(x,y,O)= v(x,y) khi bier phan bo nhi~t dQ tC).ithai di~m t =1, u(x,y,l)

Truoc he't, ta xet bai loan thu;%nxac dinh phan bo nhi~t dQt~i thai di~m t >0, u(x,y,t) khi bier phan b6 nhi~t dQ t~i thai di~m t= 0, u(x,y,O).Ta co, u la nghi~m

cua h~ phuong trlnh:

{

~u-Ut=0 V (x,y,t) E R2 X R+

Voi ~u = UXX+ Uyy

5

Trang 2

Chuang II: MQt 56 bfli loan quy v€ bfli loan moment

{

-(X-~)2+(Y-1])2

} 4JZ"(t - -r) 4(t - -r)

{

}

-8JZ"(t- -r)- 4(t - r)

[

(X-~)2+(Y-'7)2

]

exp -1

1

4(t - r)

8Jl"(t-r)

(x-~)-[

(X-~)-+(Y-'7)-]

-2(t - r) 4(t - r)

~

- (x - ~)2 + (y -11)2

}

(x - ~)2

{

- (x - ~)2 + (y -11)2

}

Tu'dng tlj:

~

(X-~2 +(Y-11)2

}

(y_~2

{

(X-~)2 +(Y-11f

}

~

G -~ 1 (x-4)- +(y-'7t

4;r (t - r)2 4(t -

[

- (X-~)2+(y-~2

]

exJ- (X-~)2+(y_~2

}}

.

(t - -r) 4(t - -r)2 L 4(t- -r)2

} 4n(t - -r)2 L 4(t- -r)2

(x _~)2 +(Y-11)2

[

(x _~)2 +(y - ~2

]

Tli cae ke't qua lIen ta du'<;1C:

Xet u=u (~, 7J, T )

. (2.2)

Ne'u u If!nghit%mcua ht%(1) thl:

U;;;;(1;,17, r) + U1/1l(~, '7, r) -ur (~, 77,r) = 0 ' (2.3)

(Do ~u - ut= 0)

Trang 3

Chuang II: MQts6 bfli roan guy v~ bfli roan moment

Xet tru'ong vec to:

F(~,11,1) = (u G; - u~G,uGIl - ullG, uG) (2.4) Taco:

divF = u;G; + uG;; - u;G; - UqqG+ u'!G'!+uG,!,! - u'!G'! - u'!'!G + u,G + ltG,

= uG;; - u;;G + uG,!'l- u'!'!G+ u,G + uG,

= u(Gq; + G'!17+ G,) - G(Uq; + U'l'!- u,)

(2.5) V~y divF =0

f)~t 0 C R3 la miSn dinh boi I ~I ~ R , I 11 I ~ R 0 <1"< t -E ; 0 < E < t

Ta co bien cua 0 la ao =ao~ u aoll u aD,

Trang do: ao;; aoll; aD, l~n lu'Qtla cac m<';itvuong goc vdi cac tr\Ic

0~,01l, 01:

->

Ky hi<$u: n la phap vec td ngoai cua a 0

Khi do tu (2.4) va (2.5) va do dinh Iy divergence ta co:

l'

l -£

~

-R

11

7

Trang 4

Chuang II: MQts6 b~liroan quy v~ bai roan moment

ldiv F = f(F , n) + f(F , n) + f(F , n)

ao" ao" ao,

= f f(uGq - UqG) 1~=Rd7]dT

~

(vi n = (1,0,0))

~

(vi n = (-1,0,0))

>

(vi n = (0,1,0))

- f f(uG" - u/]G) I,,=-Rd~dT + f f(uG )Ir=t-e d7]d~

~

(vi n=(O,-l,O))

>

(vi n = (0,,0,1))

-R -R

(2.6)

* Nhan xet:

{

( j:: 2 , 8,,( t - T)' x - 4').exp - x-, 4(1- r) ) + (y - '7)2}

2 Ta co th€ giii sa : li, li~, liT]bi ch:;in boi C > 0 vi nhic$t GQcung nhu GQbie'n thien cua nhic$tGQkhong th€ tang ra vo h?n

Voi cae giii thuye't tren, ta se chung minh:

t-E: R

1~ f fcuGq) Iq=:tRdryd,=0

0 0

lim r-&r (u.G ) <- dlld1: = 0

R~"'! ",,-:tR

Trang 5

ChuangII: MQt so bfli toan guy v~ bai toan moment

(-Ii R

lim f feuG,,) I - dc;dr= 0

0 -R

(-Ii R

1~ f Jeu"G)1,,=:tR dc;dr =0

0 -R

Xet If SeLiG;) j;=:tRd17dr~ f f(uGq)lq=:tRd17~r

{

}

f fu(:tR, 17,r) x+ 2 exp - x+ , - Y-17 2 d17ldr

< t-fE clx:+ RI _(X+R)2

{

00 _(Y-Il)2

}

0 TCt-"C -00 11 "C (do gia thuyet lul::; c )

~

I-IE: clx:+~I.e- ~(~~;~

f Ie-;~~:~' d 'I}

d r

8.1Z"E -00

0

(do gia thuyet 1:< t -8 ~ (t-1:)2> 82 => , < :;-)

(do 1:>0 Den e 4(I-r) ~ e 41 , e 4(I-r) ~ e~

< c~lx +:R I

_(x+R)2

00 (.1'-'7)2

(d A"?'

h A- a Y - 17)

0 uOl leD tU-00 " ang cae u<;it = 2~

V~y ta co:

t-E R

(t - )

9

Trang 6

Chuang II: MQtso bfii toan guy v~ bfii roan moment

Cho R ~ 00thl v€ phai cua bat a~ng thuc tren ti€n v~ 0, \;f t >0

V~y 1~ f feu G;;) 1;;=:tR d7]dr = 0

Xet IIJ f (u;;G) 1;;=:tRdTJdr s clJ IIGI~=+RdTJdr

(do gia thuy€t IUqI::; C)

t-E R

- c f f 1 _(X+R)l -(Y-'l)C

.e 4(t-1:) e 4(t-,) d d

-(.dR)l t-f: 00 -(Y-IOl

(do't < t - E => t - 't > E va 't > 0 nen

_(X:tR)2 _(X:tR)2

e 4(t-,) < e 4t )

C _(X:tR)l t-E 00 {y_~)2

S 4m::.e 4t 0f f-00e -;;-.d11d't

_(Y-'l)l _(y_q)2 (do 't > 0 nen e 4(t-t) < e :it

< ~.e 4t Ji f fe-al dadr

2JZ"£ 0 -00

T' _(Y-'l)2

(do d6i bi€n a = 11l2 t trong -T'.fe 4t d11)

-2m:: .e 4t .(t - E) Jn = c-ft~ I .e_(X+R)2 4t (

(2.7)

Trang 7

Chuang]I: !v19ts6 bai roan ~ v~ bai roan moment

r: _(X+R)2

I

-V~y ta c6: 1 lR (u~G) I~=:':RdlldT I::; 28-J; e 4t (t - 8).

Cho R d~n den vo cling thi ve phch cua bat d£ng thlic tren d~n den 0 ,

V t >0

(-f: R

0 -R

(2.8)

Do vai tro cua uG~ va uGll nhu' nhau, u~G va UllG nhu' nhau nen ta cling

c1uQC:

{-f: R

lim f f eu GJ 1 - d~dT = 0

R-,>oo 'I 1]-t.R

va 1~ f f(uI]G) 11]=t.R d~dT = 0

Til' (2.7), (2.8), (2.9), (2.10) suy fa:

t-E R

Ji~oo f f(u Gi; - ui;G) 1~=:tRdYjd1 = 0

0 -R

1~ f feuGl] -UI]G) 1'7=t.Rd~dT=O

Bay giG ta xet hai rich phan cu6i cib (2.6)

Theo dinh 1;' hQitv bi ch~n ta c6:

Ji~ f f(u G) 1,=odYjd~ = f fG(x,Y,~,Yj,t,O).U(~,Yj,O)dlld~

(dung ham d~c tru'ng)

00 00

= f fG(x, y,~, TJ,t,O).v(x, y )dTJd~ (do u(x,y,O) :=v(x,y»

-<XJ -00

] !

8H.V\H.Tl!N~:!E;.,j\

- ~ I l"' Ii)

- n~~~-1

Trang 8

ChuangII: MQtso b?ti roan guy v~ b?tiroan moment

Tu'dngtV :

R R

Ji-Too fJ(uG) 1'=1-8dl1d~

CD oc

= f fCCx,y,C;,TJ,t,t-E).UCC;,TJ,t-E)dTJdC;

-00 -,x

Ta chung minh ke't qua sau:

00 00

lim f fG(x, y,~, 11,t, t - E).U(~, 11,t - E)dl1d~ =u(x, y, t)

8~O

-00 -00

*B6 d~:

1 CD

{

2

a j;;, fexp - (x - ~) }

d>:

'7'8> 0

{

- (x - ~)2

}

2& i~-xl>o 48 d~ ~ 0 khi 8~ 0

TiI d6 suy fa:

{

- (x - ~)2

}

(b.l)

(b.2)

c lim f fG

I - - d~dl1=1

d Bi;it Vo={(~,T]) :I ~-xl ::;; 0, I T]-Y I ::;; o} la hlnh vuong trong mi;itph~ng

p (~, T])

Khi d6 :

~~ f G 1.=1-8d(~, 11)= 0

P\ vo

Tu d6 suy fa: lim f G

I - d(~, 11)= 1

8~O -1-8 Vo

Trang 9

ChuangII: MQtso bai roan guy v~ bai roan moment

* Chung minh:

a E>~t a = I => da = I => d~ = 2Fcda

i 2-v & 2-v &

{

(X-~)2

}

1 00 2

Khi d6: 2;;;;ll:& -00 fexp - 4& d~=2 ;ll:& -00r- fe-a 2Fcda

1 00

= j; fe-a'da-00 1

= j;J;

=1

b Xet x,~ co dinhthoaI X- ~I ~ 8

{

(x - ~)2 1

}

Ham so h: 8] H 2fn exp - 4 £1

{

J

~]

" 1 (x-t)- 2 (x-C;)- 2 (x-C;)- 2

1

{

( ;::2

}{

2

}

X, ~

(5

Ix-c;12 (5::::>Ix-c;12 252 ::::>_(X-C;)2 ::;_(52

a &1 E -,CO nen& ] 2-::::> c

2 (52 (52 2

::::>~ 21::::> 1-~::; 0

13

Trang 10

Chuang II; MQt so bai roan quy v~ bai roan moment

2

Tli (2.11) va (2.12) ta co: 1- ~I (x - ~)2 ~ 0

Voi 0 < £ ~ - => - > ? => - >

}

Ma heEl)la ham giam

=> h ( ~) ~h(J2)

=> ~ exp

{

- (x - ~)2

}

{

- (x - ~)2

}

M~t khac: 1 exp{

- (x - ~)2

}

~ 0 khi [; ~ 0

Thi;lt vi;lyd~t t = l khi [;~ 0+ thlt ~ (f)

X, 1. ( -12

et 1m t.e = lIn~ = Im-, =

I->en 1->«0el I->en

2t.el-Tli (2.13) va (2.14) ta duQc:

1 fexp{

- (x _~)2

}dl; ~ 0 khi E~ 0

Ket hQp voi (a) ta duQc: ~ fexp

{

- (x - ~)2

}d~ ~ 1

2'\jTtE 1.;-\IS6 4£

khi E ~ 0

Vi;ly ta chung minh xong (b)

Xet foo fd) G 1,:1-&d17dl;

{

- (x- 1;)2 + (y - 17)2

}d17dl;

00 a) 4Jr& 4&

{- (X-c;)21.exp

{

- (Y-17)2

}d17dl;

Trang 11

Chuang II: MQt s6 bai roan quy v~ bai roan moment

(y-ry)2

}dry)

-00 -00

d Ta co:

:yo

fG

I d(~, 11)= r d~ fG

1

,=t-o ~~-xl2:O

+ txi$l1 dl;f'1-Y!2:o1'=Hdll (Tinh trang mi~nS2)

- 1

1

Y) - (x-ci+(y_q)2

1

~

- (x-~f (y-Il)2

4 41t8 ' -xi~o ~ Ie E.e 4E dl1

11-\ ~o

1 _1<-;)2 1 Ct) _(y_~)2

-~

.

"E

d~

f "E

2;:;;' 1;-XI2:0 2;:;;' -coe 11

«-;)2 00 - (y-'1):

~

4.

2& -xl~o 2& !1l-YI2:0

~OkhiE~O

(do (bl) va (b2))

15

do ket qua (a) )

52

E

Sj

-8/2 8/2

I -8/2 I

52 I

I

Trang 12

Chu'ongII~Jv19ts6 bii roan ~ v~ bii roan moment

V~y ~i-To fG 1.=1-$d(~, 77)= 0

P\V/j

Tli do suy fa: lim fG

I - d(~, 77)= 1

$~O -1-$

V/j

(do c)

V~y ta da: chung minh xong b6 de

Trd l~i di~u cftn chung minh:

Jim f fG(x, y,~, 11,t - E).U(~,11,t - 1:)dl1d~ = u (x,y, t)

E~O

-00 -00

Do tinh lien U,lCcua nghit$m u, vdi III - y I <bn

1~-xl<bnVa8du nhotaco:1 u(~,Il,t-8)-u(x,y,t)1 <~

n

Tli b6 de (c) va do tinh bi chi,lnclh uta co:

<:J) <:J)

I Jim E~O f fG(x, y,~, ll, t - 8).U(~,Il, t - E)dl1d~ - u(x, y, t) I

-<:J) -00

00 oc

= I 8~Olim f fG(x, y,~, 11,t - 8).U(~, 11,t - 8)dl1d~

-co -co

00

- lim fG(x, y,~, 11,t - 8).U(X, y, t)d11d~ I

8~O

-co

(Do b6 de (c) u (x, y, t) = u ((x, y, t).l)

00 oc

= I E~Olim f fG(x, y,~, 11,t - 8).{ u(~, 11,t - 8) - u(x, y, t) }dlld~1

-co -ex)

00 00

~ lim!8~O f fG(x, y,~, 11,t, t - 8).{ u(~, 11,t - 8) - u(x, y, t) }dlld~ I

-00 -a)

y 1

:::;-n

(VI G >0)

Trang 13

Chuang II: MQt so bai tmin quy v~ bai roan moment

~ Jim ~ fG(x, y,~, 11,t, t - E).d(;, 11)+ 2C lim fG(x, y,;, 11,t, t - c:).d(;, 11)

= ~n (do lu(~, 11,t, t - 8)- U(x, y, t.1 < ~,b6n d~ (d) va lul::;C)

-00 -00

Tli (2.7), (2.8), (2.9), (2.10), (2.15) ta duQc:

voi vex, y) la nhit%tde>t'.li t =0

V~y ta dii gi:ii xong bai roan thu~n

Trd l'.li voi bai roan nhit%tnguQc thai gian xac dinh phan bo nhit%tQQ Tli (2.16) the' t =1 ta duQc:

(x-~r,1. +[Y-17),2

-OCJ -OCJ

Gi:i su v (x, y) =0 voi x < 0 ,y < D Khi d6 ding thuc tren c6 th~ vie't thanh:

(x-~)2+(Y-Il)2

voi

{

X=-2m

y=-2n Kbi d6 tu d~ng thue tren ta duQc :

~2+')'

e-(m2+n2) r rv(~, Y]).e ;-.e -(Jll;-"n'))d~dll = fmn

voi fmn= 4nu (-2m, -2n, 1) m, n = 1, 2,

B6i bie'n voi:

{

s= e-;

t= e-'7 ta duQc

i iw(s ,t).Si tjdsdt = f.1ij ydi i, j = 0,1,2,

17

Trang 14

ChuangII: MQr so bai roan guy v~ bai toan moment

In2s+ln2,

w(s , t) = v(-In s ,-In t).e 4

(i+I)2 (j+I)2

Jlu =4;r:e u(-2i - 2,-2j - 2,1)

(VI ill = i + 1, n = j + 1)

Bai to<:lntren 1a bai to<:lnmoment Hausdorff hai chi~u va ta se tlm each 06 chinh hoa no (j Chuang III

Ngày đăng: 10/04/2013, 11:27

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm