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MS650A - Exame Final - 13/12/06 Nome: RA: (1) Resolva, usando transformada de Fourier, a equac¸a˜o y′′ − y = e−α|x|, −∞ < x <∞, onde α > 0, α 6= 1, e satisfazendo as condic¸o˜es lim x→±∞ y(x) = lim x→±∞ y′(x) = 0. (2) Encontre, usando transformada de Laplace, a soluc¸a˜o do problema{ ux = 2ut + u, x > 0, t > 0, u(x, 0) = e−x, que seja limitada para x > 0 e t > 0, e utilizando a fo´rmula complexa de inversa˜o para efetuar o ca´lculo da transformada inversa. (3) Resolva, usando o me´todo de separac¸a˜o de varia´veis, o problema ut = k∇2u, r < 1, 0 ≤ θ ≤ 2pi, u(1, θ, t) = 0, u(r, θ, 0) = 1, |u(r, θ, t)| < M. OBS: Em coordenadas polares ∇2u = urr + 1rur + 1r2uθθ. i Valor das questo˜es: (1) 2,5 (2) 3,0 (3) 4,5 K Algumas fo´rmulas eventualmente u´teis: F [f(x)] = 1√ 2pi ∫ ∞ −∞ f(x)eikx dx, F [f ′(x)] = −ikF [f(x)], (F [f(x)])′ = iF(xf(x)), F [(f ∗ g)(x)] = F [f(x)]F [g(x)] L[f(t)] = ∫ ∞ −∞ f(t)e−st dt, L[eatf(t)] = F (s− a), L[f(t− a)H(t− a)] = e−asF (s), L[f ′(t)] = sF (s)− f(0), L[tf(t)] = −F ′(s), L−1[F (s)] = 1 2pii ∫ γ+i∞ γ−i∞ F (s)est ds Jν(z) = ∞∑ k=0 (−1)k k!Γ(k + ν + 1) (z 2 )2k+ν , ez(t−1/t)/2 = +∞∑ n=−∞ Jn(z)tn, Jn+1(z) = −zn d dz (z−nJn(z)), Jn−1(z) = z−n d dz (znJn(z)), Jn(z) = (−1)nzn ( 1 z d dz )n J0(z), ∫ a 0 Jν(λνmx/a)Jν(λνnx/a)x dx = a2 2 [Jν+1(λνn)]2δnm, an = 1 pi ∫ 2pi 0 f(x) cosnx dx, bn = 1 pi ∫ 2pi 0 f(x) sinnx dx.
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