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偏微分方程式の計算過程(波動方程式?)

r=(x^2+y^2+z^2)^(1/2)で、u=u(x,y,z,t)={f(r-ct)}/rのときの、∂u/∂tと∂u/∂xの求め方を詳しく教えてください。特に、fの扱いがわかりません。 ちなみに、∂r/∂x=x/rになることは、計算してわかりました。

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  • info222_
  • ベストアンサー率61% (1053/1707)
回答No.1

u={f(r-ct)}/r, r=(x^2+y^2+z^2)^(1/2), ∂r/∂x=x/r, v=r-ct, ∂v/∂t=-c,∂v/∂x=(∂v/∂r)(∂r/∂x)=x/r ∂u/∂t=((1/r)df/dv)(∂v/∂t)=(f '/r)(-c)=-(c/r) f '(r-ct) ∂u/∂x=(1/r)(df/dv)(∂v/∂x)+f (d(1/r)/dr)(∂r/∂x)=(x/r^2)f ' +f (-1/r^2)(x/r) =(x/r^2) f ' (r-ct) -(x/r^3) f (r-ct)

dialectic
質問者

お礼

ありがとう

dialectic
質問者

補足

なるほど、v=r-ctと変数変換するんですね! しかし、「∂u/∂t=((1/r)df/dv)(∂v/∂t)」 の部分の意味がよくわかりません。 また、「(f '/r)(-c)」や、後ろの方の「(x/r^2)f '」とは何でしょうか?

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