在笛卡尔坐标系中,在y—X轴上,设函数y的达朗贝尔方程为
d²y/dx²-(1/c²)d²y /dt²= f(x,t)
可令f(x,t)=A(x) - (1/c²).a(t),为了表示方便,用复数表示,可认为上式是一个复合波函数,则其一般数学解为
y(x,t )= ∫[∫A(x).dx+B].dx+∫[∫a(t).dt+b].dt+y₀ .exp[i ω.(t±x/c )]
当 f(x)=K为常数时,不妨令K=A-a/c2,则其一般数学解为
y(x,t ) =(A/2).x²+B.x+(a/2).t²+b.t+C+y₀ .exp[i ω.(t±x/c )]
当 A=0时,波动方程的一般解为
y(x,t ) = B.x+b.t+C+y₀.exp[i ω.(t±x/c )]
试探一下它的微分结构式,令y1 = y₀ .exp[i ω.(t±x/c )],对x,t分别求导,那么,它的一阶微分式有
dy/dx = A.x+B ± i k.y1
dy/dt = a.t+b+iω.y1
那么,它的二阶偏微分式为
d²y/dx² =A - k².y1²
d²y/dt² = a -ω².y1²
则它的二阶偏微分波动方程分别为
d²y/dx²+k²y = A+k².[(A/2).x²+B.x+C]
d²y/dt²+ω²y = a+ω².[(a/2).t²+b.t+c]
当K=0时,波动方程为
d²y/dx²-(1/c²)d²y /dt²= 0
那么,它的二阶偏微分波动方程分别为
d²y/dx²+k²y = k².(B.x+C)
d²y/dt²+ω²y = ω².(b.t+c)