2. Найти общее решение уравнения, приведя его к каноническому виду
Решение:
Составим характеристическое уравнение и решим его.
Это квадратное уравнение относительно .
— это уравнение параболического типа.
Сделаем замену переменных. Первую возьмем из общего интеграла характеристического уравнения:
, а для замены второй переменной выберем функцию так, чтобы они с были линейно независимы. Например: .
Проверим линейную независимость замены:
— все хорошо.
Итак, замена:
Сделаем замену частных производных.
Подготовительный момент:
Теперь поставляем в замены:
Подставим в исходное уравнение:
Это каноническое уравнение параболического типа, где .
Решим его.
Проинтегрируем обе части равенства по :
Получили ОДУ, общий вид решения которого (при считаемой за константу):
Проверить это можно дифференцированием по и подстановкой в равенство .
Делаем обратную замену и получаем ответ: