517.946
. . àá ®¢ , . . åã襢
ਠ®¯à¥¤¥«¥ëå ãá«®¢¨ïå £« ¤ª®á⨠¤®ª § ¯à¨®à ï ®æ¥ª ¤«ï ®¡®¡é¥ëå à¥è¥¨©
¥«®ª «ì®©ªà ¥¢®©§ ¤ 稤«ïãà ¢¥¨ï««¥à ¢¯à®áâà á⢠审®«¥¢ . áᬠâਢ ¥¬ ï
§ ¤ ç à¥¤ãæ¨àã¥âáï ª § ¤ ç¥ ãàá . ®«ã祮 â ª¦¥ ¨â¥£à «ì®¥ ¯à¥¤áâ ¢«¥¨¥ à¥è¥¨ï
§ ¤ ç¨ãàá .
1. ®áâ ®¢ª § ¤ ç¨. ®¡« áâ¨Q
T
f(x;t) :0<x<l; 0<t<Tg
à áᬮâ-ਬ § ¤ çãá ¥«®ª «ìë¬ãá«®¢¨¥¬
@u
@t =
@
@x
k(x;t) @u
@x
+ @
@x
(x;t) @
2
u
@x@t
,q(x;t)u+f(x;t); (1)
@
@t l
Z
0
u(x;t)dx=B(t); (2)
@u
@x
x=l
=0; (3)
u(x;0) =u
0
(x); (4)
£¤¥ 0 < c
0
6 (x;t) 6 c
1
, jg(x;t)j, jk(x;t)j, j
t
(x;y)j 6 c
2
. ¤ ë¥ ¢
ãà ¢¥-¨¨ (1) ¨ ãá«®¢¨ïå (2){(4) äãªæ¨¨ 㤮¢«¥â¢®àïîâ á«¥¤ãî騬 ãá«®¢¨ï¬ £« ¤ª®áâ¨:
;
x ;
t ;
xt ;k;k
x
;g;f 2C(Q
T
); B(t)2 C[0;T], u
0
(x)2 C 1
[0;l]. à ¢¥¨¥(1)
§ë¢ -¥âáï ãà ¢¥¨¥¬««¥à ¨«¨¬®¤¨ä¨æ¨à®¢ ë¬ ãà ¢¥¨¥¬¢« £®¯¥à¥®á ¢
¯®ç¢®-£àãâ å.
¥«®ª «ì®¥ãá«®¢¨¥¢¨¤ (2)¯à¥¤«®¦¥®¢¯¥à¢ë¥¢à ¡®â å[1,2]. ¨§¨ç¥áª¨®®
¢ëà ¦ ¥â à á室, ¯à¨¬¥à,¢« £¨ ¢ ¯®ç¢¥®¬ á«®¥ ®â 0 ¤® l. ¥«®ª «ìë¥ ãá«®¢¨ï
⨯ (2)¤«ï ãà ¢¥¨ï⥯«®¯à®¢®¤®áâ¨à áᬠâਢ «¨áì â ª¦¥¢ à ¡®â å[3, 4].
2. ¥®à¥¬ ¥¤¨á⢥®á⨠à¥è¥¨ï. ®ª ¦¥¬ á¯à ¢¥¤«¨¢®áâì ¯à¨®à®©
®æ¥ª¨à¥è¥¨ï § ¤ ç¨ (1){(4). «ïí⮣®ã¬®¦¨¬ãà ¢¥¨¥(1) u(x;t) ¨
¯à®¨-⥣à¨à㥬 ¯® ¯¥à¥¬¥®©x:
l
Z
0 u
t udx=
l
Z
0
(k(x;t)u
x )
x udx+
l
Z
0
((x;t)u
xt )
x udx,
l
Z
0
g(x;t)u 2
dx+ l
Z
0
f(x;t)udx: (5)
c
८¡à §ã¥¬¨â¥£à «ë,¢å®¤ï騥¢â®¦¤¥á⢮(5)¨¥«®ª «ì®¥ãá«®¢¨¥(2)
á«¥-¤ãî騬®¡à §®¬:
k(0;t)u
x
(0;t)+(0;t)u
xt
(0;t)=, l
Z
0
g(x;t)dx+(t); (t)= l
Z
0
f(x;t)dt,B(t); (6)
l
Z
0 u
t udt=
1 2 @ @ kuk 2 L2 ; kuk 2 L2 = l Z 0 u 2
(x;t)dx; (7
1 ) l Z 0 (k(x;t)u x ) x
udx=,k(0;t)u
x
(0;t)u(0;t), l Z 0 k(x;t)u 2 x
(x;t)dx; (7
2 ) l Z 0 ((x;t)u xt ) x
udx=,(0;t)u
xt
(0;t)u(0;t), 1 2 @ @t l Z 0 (x;t)u 2 x dx+ 1 2 l Z 0 t u 2 x dx: (7 3 )
«ï᪠«ïண®¯à®¨§¢¥¤¥¨ïäãªæ¨©f(x;t) ¨u(x;t)á¯à ¢¥¤«¨¢ ®æ¥ª
(f;u)= l
Z
0
f(x;t)u(x;t)dx6 1 2 kfk 2 L 2 + 1 2 kuk 2 L 2 : (7) ®¤áâ ¢«ïï (7 1 );(7 2 );(7 3
) ¢ ¨â¥£à «ì®¥â®¦¤¥á⢮ (5), á ãç¥â®¬ ¥«®ª «ì®£®
ãá«®-¢¨ï (6)¨¥à ¢¥á⢠(7), ¯®«ãç ¥¬
1 2 @ @t kuk 2 L2 + , l Z 0
gudx+(t)
u(0;t)+ 1 2 @ @t l Z 0 u 2 x dx 6 1 2 kfk 2 L2 + 1 2 kuk 2 L2 + 3c 2 2 ku x k 2 L2 +c 2 kuk 2 L2 : âáî¤ ®á®¢ ¨¨ ¥à ¢¥á⢠®è¨¨¬¥¥¬ 1 2 @ @t kuk 2 L 2 + @ @t l Z 0 u 2 x dx 6 1 2 kfk 2 L 2 + 1 2 kuk 2 L 2 + 3c 2 2 ku x k 2 L 2 +c 2 kuk 2 L 2 +u 2
(0;t)+ 1 2 c 2 2 lkuk 2 L 2 + 2 (t) 2 : (8)
¯à ¢¥¤«¨¢ ®æ¥ª (á¬. [5])
u 2
(0;t)6"ku
x k 2 L2 +c(")kuk 2 L2
; ">0; c(")>0:
®£¤ ®á®¢ ¨¨ í⮩®æ¥ª¨¨§ (8) 室¨¬
@ @t kuk 2 L2 + @ @t l Z u 2 x
£¤¥
1
= max(3
c2
+ 2
";
1 +
c 22 l
+ 2(
c2
+
c
(
"))). ¬¥¨¬ ¢ (9)
t
¨ ¯à®¨â¥£à¨à㥬
¯®
¢ ¯à¥¤¥« å ®â 0 ¤®
t:
ku
(
x;t)
k 2L2
+
lZ
0
(
x;t)
u(
x;t)
dx6 tZ
0
kf
(
x;)
k 2 L2 d+
t Z 0 2(
)
d+
1 t Z 0ku
(
x;)
k 2L
2
+
kux
(
x;)
k2 L 2 d
+
l Z 0(
x;0)
u(
x;0)
dx+
ku 0(
x
)
k 2L
2
¨«¨, á ãç¥â®¬ ãá«®¢¨ï
(
x;t)
>c 0 >0,
kuk 2 L2+
c 0 ku x k 2 L2 6 t Z 0kf
(
x;)
k 2 L 2 d+
t Z 0 2(
)
d+
ku 0(
x
)
k 2 L 2+
c 1 ku x(
x;0)
k2 L2
+
1 t Z 0ku
(
x;)
k 2L2
+
kux
(
x;)
k2 L2 d:
(10)
ãáâì
2
= min(1
;c0
)
;3
= max(1
;c1 ;
1
). ®£¤ ¨§ (10) á«¥¤ã¥â
2 kuk 2 W 1 2 (0;l) 6 3 t Z 0
ku
(
x;)
k 2 W 1 2 (0;l) d+
t Z 0kf
(
x;)
k L2 d+
t Z 0 2(
)
d+
ku 0(
x
)
k 2 W 1 2 (0;l) ;£¤¥
kuk 2 W 1 2 (0;l)=
kuk 2 L 2+
ku x k 2 L2
. ®á®¢ ¨¨ «¥¬¬ë 1.1 ¨§ [5] ®ª®ç â¥«ì® ¯®«ã稬
kuk 2 W 1 2 (0;l)
6M
(
t)
kfk 2;Q t+
t Z 0 2(
)
d+
ku 0 k 2 W 1 2 (0;l) ;£¤¥
kfk 2 2;Q t t Z 0 kfk 2 L 2 d=
t Z 0 l Z 0jf
(
x;)
jdxd:
(11)
§ ¯à¨®à®© ®æ¥ª¨ (11) á«¥¤ã¥â ¥¤¨á⢥®áâì à¥è¥¨ï § ¤ ç¨ (1){(4) ¨
¥¯à¥-àë¢ ï § ¢¨á¨¬®áâì à¥è¥¨ï ®â ¢å®¤ëå ¤ ëå ª ¦¤®¬ ¢à¥¬¥®¬ á«®¥ ¢ ®à¬¥
¯à®áâà áâ¢
W1
2
(0
;l).
3. ¤ ç¨ ãàá , ¯®áâ஥¨¥ äãªæ¨¨ ¨¬ .
⮩ ¦¥ ®¡« áâ¨
Q Tà á-ᬮâਬ § ¤ çã
L
(
u)
(
uxt
)
x+ (
kux
)
x+
dut
,qu
=
,f(
x;t)
; d<0
; d t2C
(
Q T)
;
(12)
u(0
;t) =
'(
t)
; ux
(0
;t
) =
(
t)
; u(
x;0) =
u 0(
¬¥¥â ¬¥áâ®á®®â®è¥¨¥
vL(u),uM(v)= @Q
@x ,
@P
@t
; (14)
£¤¥
Q=vu
xt
+u(v
x )
t +kvu
x ,kv
x u;
P =v
x u
x
,dvu;
M(v)=,(v
x )
xt +(kv
x )
x
,(dv)
t ,qv:
®âॡ㥬 ¥¯à¥à뢮áâì P;Q ¢ Q
T
, ¥¯à¥à뢮áâì ¨ ®£à ¨ç¥®áâì P
x ;Q
t ¢
Q
T .
¯à¥¤¥«¨¬ «®£ äãªæ¨¨ ¨¬ v = v(x;t;;) á«¥¤ãî騬¨ âॡ®¢ ¨ï¬¨
(á¬. [6]):
M(v)=0;
v(;t;;)=0; v
x
(;t;;) = 1
exp
t
Z
k(;t
1 )
(;t
1 )
dt
1
;
v(x;;;)=w(x;);
(15)
£¤¥ w(x;) |à¥è¥¨¥ § ¤ ç¨ ®è¨
(v
x )
x
+dv =0; >c
0
>0; d <0;
v(x;;;)
x=
=0; v
x
(x;;;)
x= =
1
2 :
(16)
ந⥣à¨à㥬 á®®â®è¥¨¥ (14) ¯® ®¡« á⨠f(x;t) : 0 <x<;0 <t <g,
£¤¥ (;) | ¯à®¨§¢®«ì ï â®çª ®¡« áâ¨Q
T .
®£¤ , á ãç¥â®¬ £à ¨çëå ãá«®¢¨© (13) ¨ ®¯à¥¤¥«¥¨ï äãªæ¨¨ v =v(x;t;;),
¯®«ã稬¯à¥¤áâ ¢«¥¨¥
u(;)=(0;)v
x
(0;;;)'(),
Z
0 h
(0;t)v(0;t;;) 0
(t)
+ ,
(v
x
(0;t;;))
t ,kv
x
(0;t;;)
'(t)+kv(0;t;;) (t) i
dt
+
Z
0 h
(x;0)v
x
(x;0;;)u 0
0
(x),d(x;0)v(x;0;;)u
0 (x)
i
dx
+
Z
0
Z
0
v(x;t;;)f(x;t)dxdt:
(17)
ª¨¬ ®¡à §®¬, à¥è¥¨¥ § ¤ ç¨ ãàá (12){(13) ¯à¥¤áâ ¢¨¬® ¢ ¬ ¢¨¤¥ á
¥¤¨á⢥®áâì «®£ äãªæ¨¨ ¨¬ , ®¯à¥¤¥«ï¥¬®£® ãá«®¢¨ï¬¨ (15){(16),
¤®ª -§ ë¢à ¡®â¥[6]. ®à¬ã« (17)¯®§¢®«ï¥â ¨áá«¥¤®¢ âìà §«¨çë¥ªà ¥¢ë¥«®ª «ìë¥
¨ ¥«®ª «ìë¥ § ¤ 稤«ï ¯á¥¢¤®¯ à ¡®«¨ç¥áª¨åãà ¢¥¨© ¢¨¤ (12).
।áâ ¢«¥¨¥(17) § ¯¨è¥¬¥áª®«ìª® ¨ ç¥:
u(;)=(0;)v
x
(0;;;)u(0;),(0;)v(0;;;)u
x (0;)
+
Z
0
h
,
(0;t)v(0;t;;)
t
,k(0;t)v(0;t;;) i
u
x (0;t)
+ h
kv
x
(0;t;;), ,
v
x
(0;t;;)
t i
u(0;t)
dt
+
Z
0 h
(x;0)v
x
(x;0;;)u 0
0
(x),d(x;0)v(x;0;;)u
0 (x)
i
dx
+
Z
0
Z
0
v(x;t;;)f(x;t)dxdt,(0;0)v(0;0;;)u 0
0 (0):
(18)
®«ì§ãïáì ¯à¥¤áâ ¢«¥¨¥¬ (18), áãç¥â®¬ ¤®¯®«¨â¥«ìëåãá«®¢¨©(2){(4), 室¨¬
v
x
(0;;l;)u(0;),v(0;;l;)u
x (0;)
+
Z
0 ,
H
1
(;t)u(0;t)+H
2 (;t)u
x (0;t)
dt=
1
(); (19)
l
Z
0 v
x
(0;;;)du(0;), l
Z
0
v(0;;;)du
x (0;)
+
Z
0 ,
K
1
(;t)u(0;t)+K
2 (;t)u
x (0;t)
dt=
2 ();
£¤¥
H
1
(;t)= 1
(0;) h
k(0;t)v
x
(0;t;l;), ,
(0;t)v
x
(0;t;l;)
t i
;
H
2
(;t)= 1
(0;) h
,
(0;t)v
(0;t;l;)
t
,k(0;t)v
(0;t;l;) i
;
1
()=, 1
(0;)
(l;0)v
x
(l;0;l;)u 0
0 (l)
+ l
Z
0 h
(x;0)v
x
(x;0;l;)u 0
0
(x),d(x;0)v
(x;0;l;) i
dx
+ l
Z
Z
v
(x;t;;)f(x;t)ddt,(0;0)v
(0;0;l;)u 0
K
1
(;t)= 1
(0;) Z
0 ,
k(0;t)v
x
(0;t;;),(v
x )
t
d;
K
2
(;t)= 1
(0;) l
Z
0 h
,
(0;t)v(0;t;;)
t
,k(0;t)v i
d;
2
()=, 1
(0;) l
Z
0
Z
0
Z
0
v(x;t;;)f(x;t)dxdt
+
Z
0 ,
(x;0)v
x
(x;0;;)u 0
0
(x)+d(x;0)v(x;0;;)u
0 (x)
dx
,(0;0)v(0;0;;)u 0
0 (0)
d+ l
Z
0 u
0
(x)dx+
Z
0
B(t)dt:
¨áâ¥¬ã ¨â¥£à «ìëåãà ¢¥¨©(19) ¯¥à¥¯¨è¥¬¢ ®¯¥à â®à®¬¢¨¤¥
A~u+B~u=~;
£¤¥
A= 0
B
B
@ v
x
(0;;l;) ,v(0;;l;)
l
Z
0 v
x
(0;;;)d , l
Z
0
v(0;;;)d 1
C
C
A :
®á®¢ ¨¨ «¥¬¬ë,¤®ª § ®© ¢ à ¡®â¥ [6]¨¬¥¥¬ detA(t)6=0, 06t6T. ®í⮬ã
á¨á⥬ ãà ¢¥¨©(19)ï¥âáïá¨á⥬®©¨â¥£à «ìëåãà ¢¥¨©®«ìâ¥àà ¢â®à®£®
த ,ª®â®à ï¡¥§ãá«®¢® à §à¥è¨¬ .
ª¨¬®¡à §®¬,§ ¤ ç (1){(4)à¥¤ãæ¨à®¢ ª§ ¤ ç¥ãàá (12){(13)®¤®§ ç ï
à §à¥è¨¬®áâ쪮â®à®©ã¦¥ ãáâ ®¢«¥ .
®«ãç¥ë¥ १ã«ìâ âë ¨¬¥îâ ¬¥áâ® ¨ ¢ á«ãç ¥, ª®£¤ ¯à ¢®¬ ª®æ¥
®â-१ª [0;l] § ¤ ® ãá«®¢¨¥ âà¥â쥣® த ,(l;t) = (t)u(l;t) +(t), £¤¥ (l;t) =
ku
x
(l;t) + (l;t)u
xt
(l;t), ¯à¨ í⮬ § ª¨ ª®íä䍿¨¥â®¢ k(x;t);q(x;t);(t) ¥
¨£à -îâ஫¨ ¤«ïª®à४⮩¯®áâ ®¢ª¨¨á室®©§ ¤ ç¨,áãé¥áâ¢¥ë¬ ï¢«ï¥âáï⮫쪮
ãá«®¢¨¥(x;t)>c
0 >0.
¨â¥à âãà
1. ¬ë¬¨.. ¡®¤®©ªà ¥¢®©§ ¤ ç¥â¥®à¨¨â¥¯«®¯à®¢®¤®áâ¨á¥ª« áá¨ç¥áª¨¬¨
£à ¨ç-묨ãá«®¢¨ï¬¨//¨.|1964.|.4,ü6.|.1006{1024.
2. 㤮¢áª¨©..¥ª®â®à륪®à४⨢뢯®áâ ®¢ª¥¨à¥è¥¨¨§ ¤ ç⥯«®-¨¢« £®¯¥à¥®á
¢¯®ç¢¥//¡. âà㤮¢.|1969,¢ë¯.23.|.41{54.
3. ®ª¨..¥è¥¨¥®¤®©ªà ¥¢®©§ ¤ 稢⥮ਨ⥯«®¯à®¢®¤®áâ¨á¥«®ª «ì묨
4. åã襢.. £à㦥ë¥ãà ¢¥¨ï//.|1983.|.19,ü1.|C.86{94.
5. ¤ë¦¥áª ï.. à ¥¢ë¥§ ¤ 稬 ⥬ â¨ç¥áª®©ä¨§¨ª¨.|.: 㪠,1973.|407á.
6. å 㪮¢.. ¥ª®â®àëåªà ¥¢ëå§ ¤ ç 夫ïãà ¢¥¨ïâà¥â쥣®¯®à浪 ,¢®§¨ª îé¨å
¯à¨¬®¤¥«¨à®¢ ¨¨ä¨«ìâà æ¨¨¦¨¤ª®á⨢¯®à¨áâëåá। å//.|1982.|.18,ü4.|.689{
699.