Метод Фурье применяется для решения одномерного волнового уравнения с однородными граничными условиями. 3 Для этого используется следующая методика: 3
- Представить нетривиальное частное решение однородного волнового уравнения, удовлетворяющее граничным условиям, в виде u(x,t) = X(x) × T(t). 3 Подставив эту функцию в уравнение и граничные условия, составить задачу Штурма-Лиувилля относительно X(x) и дифференциальное уравнение относительно T(t). 3
- Решить задачу Штурма-Лиувилля относительно X(x), то есть найти её собственные числа ln и функции Xn(x). 3
- Для каждого значения ln найти Tn(t) — решения ДУ относительно функции T(t). 3
- Представить общее решение в виде ряда u(x,t) = Xn(x) × Tn(t), содержащего неизвестные коэффициенты. 3
Также метод Фурье позволяет решать начально-краевую задачу для волнового уравнения на конечном отрезке, раскладывая каждую функцию в ряд Фурье и подставляя в начальные условия задачи. 4