Уравнение теплопроводности
7.1 Решить следующую задачу Коши для уравнения теплопроводности:
.
Ответ.
.
7.2. . Используя решение задачи 7.1, показать, что решение задачи Коши
, 
можно представить в виде
(формула Пуассона).
7.3 В теплоизолированный с боков стержень плотности r, площади поперечного сечения S в момент времени t=0 на отрезке [x-h, x+h] мгновенно вводится количество тепла, равное crS. Показать, что начальное распределение температур будет иметь вид
, и
.
В чём заключается физический смысл функции, найденной при решении задачи 7.2 (фундаментального решения уравнения теплопроводности)? 
.7.4. Найти распределение температуры u(x, t) в бесконечном стержне, если начальное распределение температуры имеет вид
.
Ответ.
, где
.
7.5. Распределение температур задано функцией
– фундаментальным решением уравнения теплопроводности (смотри зад. 7.1). Построить график изменения температуры в зависимости от времени при фиксированном
.
Указание.
Максимум температуры достигается при
и равен
.
7.6. Доказать, что если функция
в задаче Коши
,
нечётная, то
.
7.7. Доказать, что если функция
в задаче Коши
, 
чётная, то
.
7.8.Используя метод отражения, решить уравнение

при начальном условии 
и краевом условии 
Изобразить кривую, выражающую зависимость температуры
от
для нескольких
Указание. Используя результат задачи 7.6, нужно положить

и использовать формулу Пуассона из задачи 7.2.
Ответ.
.

7.9.Пусть конец
полубесконечного стержня (
) теплоизолирован, т.е.
. Начальное распределение температуры:
.
Определить распределение температуры в стержне в любой момент времени 
Ответ. 
7.7. Задача Дирихле для круга. Найти функцию
, (
– полярные координаты), удовлетворяющую уравнению
внутри круга
и принимающую заданные значения на его границе:
. (См. Пискунов, Дифф. и интегр. исчисления, т.2, XXIX, §10).
Указание. Уравнение
в полярных координатах имеет вид
или 
..\ММФ\Уравнение Лапласа.doc
Ответ. 