6、给未来的市局女科长讲题? (第1/2页)
还是那句话,给未来的财局女科长讲题,林枫是万万不会拒绝的。
但这话一出就立马遭到了陈坤的反对:
“不是,枫哥,咱们不吃饭了吗?你刚还说你要饿死了呢!”
林枫瞥了他一眼。
“讲完再吃。”
陈坤当场痛苦面具。
“枫哥,咱不带这样玩的,你说的……”
林枫根本没接他这茬,任由他在那里喋喋不休,转头看向宋清歌:
“题目你带了吗?”
“带了!”
宋清歌赶忙从手中的高数课本下拿出了数分课本,翻到了那一页,递了过来。
“你看,就是这个第五题!”
林枫微微点头,接过来扫了一眼。
正是那道他从中找到论文方向的第五题。
题干不长:
“求微分方程y'=y^(2/3)在初始条件y(0)=0下的解,并讨论其解的唯一性。若初始条件作微小扰动y(0)=ε,分析解的变化。”
说实话,这题放在大一数分作业里,确实有点阴间。
这些大一学生,包括宋清歌,都不会做,也很正常。
前半部分还可以说是微分方程入门,后半部分“微小扰动”四个字,已经有点研究的味道了。
不过,现在这道题对他来说,根本不算什么。
“你做到哪一步了?”林枫问道。
宋清歌把自己的草稿纸也递了过来。
“我分离变量得到3y^(1/3)=x+C,代入y(0)=0,得到C=0,所以y=(x/3)^3。”
“然后y=0也满足。”
“可后面的扰动,我不会处理。”
她顿了顿,声音小了些。
“而且我总觉得,解应该不止两个。”
听到这,周围几个基础稍微扎实的学生也暗暗点了点头。
他们和宋清歌的感觉一样,这也是为什么他们做了一半就放弃了。
就在这时,林枫开口了:
“其实,你的感觉是对的,这道题的解确实不止两个,准确来说,有无穷多个。”
这下,周围众人都惊呆了。
什么情况?
无穷多个?
这答案也太离谱了吧?
是真的吗?
宋清歌也愣在原地。
她原本只是隐约觉得哪里不对,可她没想到,林枫会直接给出这么一个答案。
无穷多个?
这她有点没太明白!
林枫也没有过多废话,拿起前者的草稿纸还有她的笔,便直接在上面写了起来:
y=0
“第一类,恒等于零。”
接着又写:
y=((x-a)/3)^3,x>a
y=0,x≤a
写完之后,他把笔尖点在参数a上。
“第二类,先躺在x轴上,到某个位置a之后,再沿着这条三次曲线爬起来。”
讲到这里,旁边的陈坤已经听懵了。
“等一下,枫哥,什么叫先躺着再爬起来?”
这句话问出了所有人的心声。
林枫淡淡道:“你可以理解为,这个解一开始就在装死。”
“啊?装死?”
“对,它在x≤a的时候就是y=0,导数也是0,完全满足方程。”
“到x>a的时候,它变成y=((x-a)/3)^3,你代进去,还是满足y'=y^(2/3)。”
陈坤瞪着草稿纸,下意识喊道:
“不是,这他妈不是耍无赖吗?”
这话把旁边几个同学都逗乐了。
宋清歌却没笑。
她盯着林枫写出来的分段函数,手指轻轻指着x=a的地方。
“可是这里会不会不光滑?”
“会。”
林枫接过话。
“所以关键就在这里。”
他在x=a处写下:
左导数:0
右导数:lim[x→a+]((x-a)^2)/9=0
“左边导数是0,右边导数也是0。”
“函数值也都是0。”
“所以它在拼接点处可导。”
“并且导数等于y^(2/3)=0。”
宋清歌低头看着那几行推导,呼吸都慢了半拍。
她之前卡住的地方就在这。
她想过可能存在别的解,却没想到可以用“延迟出发”的方式构造出来。
这时,周围围观的同学也越来越多,有人忍不住开口问道:“那a可以随便取?”
林枫微微点头,“只要满足初值条件就行。”
他又在纸上补了一行:
若a≥0,则y(0)=0
“所以每一个a≥0,都能给出一个满足y(0)=0的解。”
“这就是无穷多个。”
这一刻,周围彻底安静了下来。
和之前林枫在讲台上一样,这道第五题他也讲的深入浅出,不少学生都听明白了。
也正因此,所有人心中都掀起了惊涛骇浪。
谁能想到,平常在学习上毫不起眼的林枫,竟然又会做高数题又会做数分题,而且还都是这种连高考138分学霸都解决不了的难题,这真的太意外了。
“你们说,这林枫没上老王的课是不是真的去自学去了?不然,怎么这么强?”
“这很有可能啊!这种难题他都会,我要是他我也没有上课的必要啊!”
有人小声嘀咕着。
而陈坤听到老王两个字,脸都绿了。
“不是哥们,你要夸我枫哥就好好夸啊,提什么老王啊,我现在听见这俩字就心梗。”
周围又是几声嗤笑。
站在中间的宋清歌却没管这些,她马上追问道:
“那扰动呢?如果y(0)=ε,怎么分析?”
林枫把纸往自己面前拉了拉。
“这个要分情况。”
“如果ε>0,分离变量法可以直接算。”
他写下:
3y^(1/3)=x+C
y(0)=ε
C=3ε^(1/3)
所以:
y=(x/3+ε^(1/3))^3
“这个时候,初值不在0上,解会被固定住,没法继续装死。”
陈坤忍不住插嘴:
“为什么不能装死了?”
林枫瞥了他一下。
“因为它起点已经不在地上了。”
陈坤恍然大悟。
“哦~之前在地上,所以想什么时候爬都行,现在站起来了,就没法再装睡了。”
林枫有些无语。
“你理解的很形象。”
周围再次响起一阵笑声。
但笑完之后,不少人真的听明白了。
宋清歌拿着笔,在自己的本子上快速记着。
她写得很认真,写到“装死”两个字的时候,又赶紧划掉,改成“停留在零解上”。
林枫看见这一幕,差点没绷住。
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