Diferencia entre revisiones de «Ecuación del calor (Grupo MAMBD))»

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Resolveremos un problema específico utilizando la solución fundamental:
 
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<math>G(x,t)=\frac{1}{4\sqrt{\pi t}}e^{-\frac{x^2}{4t}},</math>
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permitiéndonos analizar la propagación del calor en una región no acotada y e interpretar los resultados.
 
permitiéndonos analizar la propagación del calor en una región no acotada y e interpretar los resultados.

Revisión del 19:38 15 mar 2025

Trabajo realizado por estudiantes
Título Ecuación del calor. Grupo MAMBD
Asignatura EDP
Curso 2024-25
Autores Matilde Rubio Arranz, Antonio Lozano Fernández, Marcos Gil García, Bárbara Jiménez Pérez y Daniel Marcos Viña
Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura


1 Introducción

La ecuación del calor es un modelo matemático fundamental que describe la difusión térmica en un medio. En una dimensión, se expresa como:

[math]u_t-u_{xx}=0.[/math]

donde [math]u(x,t)[/math] representa la temperatura en función del tiempo y la posición.

Resolveremos un problema específico utilizando la solución fundamental:

[math]G(x,t)=\frac{1}{4\sqrt{\pi t}}e^{-\frac{x^2}{4t}},[/math]

permitiéndonos analizar la propagación del calor en una región no acotada y e interpretar los resultados.

2 no sé como llamar a esta sección

Imaginamos que escribimos un mensaje secreto en una barra de metal infinita usando calor. Definimos la temperatura en el instante inicial

[math]u_0(x)=\left\{\begin{array}{ll} 5, & \text{$x$ está en una de las letras}\\ 0, & \text{en otro caso} \end{array}\right.[/math] es decir, el mensaje inicial está formado por letras dibujadas en el eje [math]x[/math] con calor. Con el tiempo, el calor empieza a difundirse según la ecuación del calor. Por ser la barra infinita, su solución viene dada por la convolución:

[math]u(x,t)=\int_{-\infty}^{\infty} G(x-y,t)u_0(y) dy=\frac{1}{4\sqrt{\pi t}}\int_{-\infty}^{\infty} u_0(y)e^{-\frac{(x-y)^2}{4t}}.[/math]