设实变量的复值函数u(x,t)满足Cauchy初值问题
iut+uxx=0,-∞<x<+∞,t>0,其中i=√(-1),
u(x,0)=f(x)为已知函数且满足|f(x)|2 dx=1.
(1)求证对任意的t>0,有|u(x,t)|2 dx≡1.
(2)求证此问题在L2空间中的解是唯一的.
(3)求谐波解u=aei(kx-ωt)(其中,a,k,ω均与自变量x,t无关且k为实数)的色散关系,讨论谐波是否耗散,是否色散,求出谐波的相速度和群速度(以k表达).
(4)用Fourier变换法求出解的积分表达式.