计算题(2002年重庆大学

求极限20190216204018.png

答案解析

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讨论

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.

求解理想不可压缩流体绕圆柱流动的速度势函数u(r,θ),满足urr+1/r ur+1/r2 uθθ,r>a(半径为a的圆外区域),ur (a,θ)=0,u=Vrcosθ,V为常数.

求解热传导方程定解问题。ut=uxx-2u 0<x<π,t>0,u(x,0)=sinx,u(0,t)=0,u(π,t)=0.

求解波动方程定解问题。4utt=25uxx -∞<x<+∞,t>0,u(x,0)=sin2x,ut (x,0)=0.

用数学归纳法证明:对于复n维空间Vn上任意多个两两可交换的线性变换所组成的集合S具有公共的特征向量.

设对角矩阵A的特征多项式为 φ(λ)=(λ-λi)ni (诸λi两两互异),求所有和A可交换的矩阵全体所组成的线性空间的维数.

设A=为n×n正定矩阵,证明:|A|≤a11 a22…ann.其中符号|∙|表示行列式.

设A=(aij)n×n为正定矩阵.证明:f(x1,x2,…,xn )=是负定二次型,其中符号|∙|表示行列式.

设A是n×n实对称矩阵,证明:存在一个实数k使得对任意一个实n维向量x都有|x' Ax|≤kx'x,其中x'表示向量x的转置.

设A,B,C,D都是n×n矩阵,且|A|≠0,AC=CA,证明=|AD-CB|.