מד״ח והפרדת משתנים

שאלה 1

נניח כי:

כפי שניתן לראות השיוויון הזה קורה רק כאשר שני הצדדים שווים לאותו קבוע:
לכן:

שוב נניח הפרדת משתנים:


הומוגנית ולכן:




נחלק לשני מקרים:
כאשר:

וכאשר:

לא ניתן להפריד את שלושת האיברים במשוואה כך שהם לא יהיו תלויים אחד בשני לכן אין לזה פתרון באמצעות הפרדת משתנים



  1. לא ניתן לפתור את המשוואה בדיוק מאותה סיבה כמו בסעיף 5


  1. לא ניפול בפח ונראה שאם נחלק ב כן אפשר לפתור את המשוואה עם הפרדת משתנים:


שאלה 2

assets/images/2025-11/Pasted image 20251123174133.png
a.





כלומר שלמספרים זוגיים:

למספריים אי זוגיים:

אותו דבר עם :
למספרים זוגיים:

למספריים אי זוגיים:

לכן יש לנו ארבע משפחות של פתרונות של :

עכשיו נזכר בפתרון של השאלה המקורית:

נשתמש בזהות להלן:

נראה כי כאשר n זוגי ו זוגי:

נראה כי כאשר n זוגי ו אי זוגי:

נראה כי כאשר אי זוגי ו זוגי:

נראה כי כאשר אי זוגי ו אי זוגי:

קיבלנו כי הפונקציה המקורית עם הזזה שווה לפונקציה שלנו עד כדי קבוע!


b.

נראה כי כאשר מרווח הפתרונות מתאפס כלומר שהוא הופך מבדיד לרציף.


c.


d.
מצאנו כבר כי:

לכן:

נכפיל ונחלק את הדלטא בריבוע במשוואה:

כאשר :


e.



שאלה 3

assets/images/2025-11/Pasted image 20251123183711.png
a.

תנאי השפה המתאימים הם:



b.

בזמן הנתון התרומה של הפונקציה של הזמן הופכת להיות פשוט 1.



מרכז התיבה ב-(0,0,0) לכן:

אין תלות ב- ולכן:

אינטגרל של פונקציה אי זוגית על תחום זוגי סביב אפס שווה לאפס
בנימה זו:

לכן השטף על הפאות:

שווה לאפס.

אין תלות ב- לכן גם השטף על הפאות:

שווה לאפס מאחר ו-.

גילינו שעל כל אחת מששת הפאות אין שטף ולכן השטף הכולל הוא 0!


c.


עבור תנאי שפה נוימן:


d.

שני סוגי הפתרון:
,

כלומר:

הפתרון הפיזיקלי הוא :

מאחר והוא לא מתבדר כאשר: .
והפתרון יהיה 0 מאחר ו-


שאלה 4

a.


b.


נחלק ב-


שאלה 5

assets/images/2025-11/Pasted image 20251123201521.png
a.


b.


כאשר
אנחנו מקבלים פתרון של אוסילטור הרמוני(גל מתפשט)

כאשר
אנחנו מקבלים פתרון אקספוננציאלי אשר מתבדר באינסוף:


c.


שאלה 6

assets/images/2025-11/Pasted image 20251123205403.png