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author | Erik Löffler <100943759+erik-loeffler@users.noreply.github.com> | 2022-08-26 11:44:29 +0200 |
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committer | Erik Löffler <100943759+erik-loeffler@users.noreply.github.com> | 2022-08-26 11:44:29 +0200 |
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diff --git a/buch/papers/sturmliouville/waermeleitung_beispiel.tex b/buch/papers/sturmliouville/waermeleitung_beispiel.tex index 0ef1072..290bf35 100644 --- a/buch/papers/sturmliouville/waermeleitung_beispiel.tex +++ b/buch/papers/sturmliouville/waermeleitung_beispiel.tex @@ -5,8 +5,8 @@ % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\subsection{Wärmeleitung in homogenem Stab} -\rhead{Wärmeleitung in homogenem Stab} +\section{Fourierreihe als Lösung des Sturm-Liouville-Problems +(Wärmeleitung)} In diesem Abschnitt wird das Problem der Wärmeleitung in einem homogenen Stab betrachtet, angeschaut wie das Sturm-Liouville-Problem bei der Beschreibung @@ -35,7 +35,7 @@ werden. % % Randbedingungen für Stab mit konstanten Endtemperaturen % -\subsubsection{Randbedingungen für Stab mit Enden auf konstanter Temperatur} +\subsection{Randbedingungen für Stab mit Enden auf konstanter Temperatur} Die Enden des Stabes auf konstanter Temperatur zu halten bedeutet, dass die Lösungsfunktion $u(t,x)$ bei $x = 0$ und $x = l$ nur die vorgegebene @@ -55,7 +55,7 @@ als Randbedingungen. % Randbedingungen für Stab mit isolierten Enden % -\subsubsection{Randbedingungen für Stab mit isolierten Enden} +\subsection{Randbedingungen für Stab mit isolierten Enden} Bei isolierten Enden des Stabes können grundsätzlich beliebige Temperaturen für $x = 0$ und $x = l$ auftreten. @@ -83,7 +83,7 @@ als Randbedingungen. % Lösung der Differenzialgleichung mittels Separation % -\subsubsection{Lösung der Differenzialgleichung} +\subsection{Lösung der Differenzialgleichung} Da die Lösungsfunktion $u$ von zwei Variablen abhängig ist, wird die Gleichung~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-heat-equation} zunächst @@ -216,7 +216,7 @@ somit auch zu orthogonalen Lösungen führen. % Lösung von X(x), Teil mu % -\subsubsection{Lösung der Differentialgleichung in $x$} +\subsection{Lösund der Differentialgleichung in $x$} Als erstes wird auf die Gleichung~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-separated-x} eingegangen. Aufgrund der Struktur der Gleichung @@ -384,7 +384,7 @@ wie auch für den Stab mit isolierten Enden -\frac{n^{2}\pi^{2}}{l^{2}}. \end{equation} -\subsubsection{Fourierreihe als Lösung} +\subsection{Fourierreihe als Lösung} Das Resultat~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-mu-solution} gibt nun wegen der neuen Variablen $n \in \mathbb{N}_0$ vor, dass es potenziell @@ -684,7 +684,7 @@ was sich wie folgt nach $a_0$ auflösen lässt: % Lösung von T(t) % -\subsubsection{Lösung der Differentialgleichung in $t$} +\subsection{Lösung der Differentialgleichung in $t$} Zuletzt wird die zweite Gleichung der Separation~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-separated-t} betrachtet. Dazu betrachtet man das charakteristische Polynom @@ -719,7 +719,7 @@ ergibt. Dieses Resultat kann nun mit allen vorhergehenden Resultaten zusammengesetzt werden um die vollständige Lösung für das Stab-Problem zu erhalten. -\subsubsection{Lösung für einen Stab mit Enden auf konstanter Temperatur} +\subsection{Lösung für einen Stab mit Enden auf konstanter Temperatur} \[ \begin{aligned} u(t,x) @@ -733,7 +733,7 @@ werden um die vollständige Lösung für das Stab-Problem zu erhalten. \end{aligned} \] -\subsubsection{Lösung für einen Stab mit isolierten Enden} +\subsection{Lösung für einen Stab mit isolierten Enden} \[ \begin{aligned} u(t,x) |