Wolfram言語

微分固有系

波動演算子の固有値問題を調べる

一次元領域上で,一般化された波動方程式 の固有値と固有関数を小さい方から4個求める.

一般化された波動演算子 を設定する.

In[1]:=
Click for copyable input
\[Gamma] = 1.3; c = 1.1; op = D[u[t, x], {t, 2}] + \[Gamma] D[u[t, x], {t, 1}] - c^2 D[u[t, x], {x, 2}] + \[Gamma] u[t, x];

一次元領域上で固有値と固有関数を小さい方から4個求める.

In[2]:=
Click for copyable input
{vals, funs} = NDEigensystem[op == 0, u[t, x], t, {x, 0, \[Pi]}, 4];

固有値を調べる.

In[3]:=
Click for copyable input
vals
Out[3]=

固有関数の実部と虚部を可視化する.固有関数は,固有値のように共役対になっている点に注目.

In[4]:=
Click for copyable input
Grid[Partition[ Plot[Evaluate[ReIm[#]], {x, 0, \[Pi]}, PlotRange -> .5, PlotLegends -> {HoldForm@Re[f], HoldForm@Im[f]}] & /@ funs, 2]]
Out[4]=

関連する例

de en es fr ko pt-br ru zh