数学代写|偏微分方程代写partial difference equations代考|AMATH353
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偏微分方程指含有未知函数及其偏导数的方程。描述自变量、未知函数及其偏导数之间的关系。符合这个关系的函数是方程的解。
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数学代写|偏微分方程代写partial difference equations代考|Boundary Conditions
If an endpoint of the string is fixed, then the displacement is zero and this can be written as
$$
u(0, t)=0
$$
or
$$
u(L, t)=0 .
$$
We may vary an endpoint in a prescribed way, e.g.
$$
u(0, t)=b(t) .
$$
A more interesting condition occurs if the end is attached to a dynamical system (see e.g. Haberman [4])
$$
T_0 \frac{\partial u(0, t)}{\partial x}=k\left(u(0, t)-u_E(t)\right) .
$$
This is known as an elastic boundary condition. If $u_E(t)=0$, i.e. the equilibrium position of the system coincides with that of the string, then the condition is homogeneous.
As a special case, the free end boundary condition is
$$
\frac{\partial u}{\partial x}=0 .
$$
Since the problem is second order in time, we need two initial conditions. One usually has
$$
\begin{gathered}
u(x, 0)=f(x) \
u_t(x, 0)=g(x)
\end{gathered}
$$
i.e. given the displacement and velocity of each segment of the string.
数学代写|偏微分方程代写partial difference equations代考|Diffusion in Three Dimensions
Diffusion problems lead to partial differential equations that are similar to those of heat conduction. Suppose $C(x, y, z, t)$ denotes the concentration of a substance, i.e. the mass per unit volume, which is dissolving into a liquid or a gas. For example, pollution in a lake. The amount of a substance (pollutant) in the given domain $V$ with boundary $\Gamma$ is given by
$$
\int_V C(x, y, z, t) d V .
$$
The law of conservation of mass states that the time rate of change of mass in $V$ is equal to the rate at which mass flows into $V$ minus the rate at which mass flows out of $V$ plus the rate at which mass is produced due to sources in $V$. Let’s assume that there are no internal sources. Let $\vec{q}$ be the mass flux vector, then $\vec{q} \cdot \vec{n}$ gives the mass per unit area per unit time crossing a surface element with outward unit normal vector $\vec{n}$.
$$
\frac{d}{d t} \int_V C d V=\int_V \frac{\partial C}{\partial t} d V=-\int_{\Gamma} \vec{q} \cdot \vec{n} d S .
$$
Use Gauss divergence theorem to replace the integral on the boundary
$$
\int_{\Gamma} \vec{q} \cdot \vec{n} d S=\int_V \operatorname{div} \vec{q} d V .
$$
Therefore
$$
\frac{\partial C}{\partial t}=-\operatorname{div} \vec{q} .
$$
Fick’s law of diffusion relates the flux vector $\vec{q}$ to the concentration $C$ by
$$
\vec{q}=-D \operatorname{grad} C+C \vec{v}
$$
where $\vec{v}$ is the velocity of the liquid or gas, and $D$ is the diffusion coefficient which may depend on $C$. Combining (1.7.4) and (1.7.5) yields
$$
\frac{\partial C}{\partial t}=\operatorname{div}(D \operatorname{grad} C)-\operatorname{div}(C \vec{v})
$$
偏微分方程代写
数学代写|偏微分方程代写partial difference equations代考|Boundary Conditions
如果字符串的端点是固定的，则位移为零，这可以写成
$$
u(0, t)=0
$$
或者
$$
u(L, t)=0 .
$$
我们可能会以规定的方式改变端点，例如
$$
u(0, t)=b(t)
$$
如果末端附加到动力系统，则会出现更有趣的情况（参见例如 Haberman [4])
$$
T_0 \frac{\partial u(0, t)}{\partial x}=k\left(u(0, t)-u_E(t)\right) .
$$
这被称为弹性边界条件。如果 $u_E(t)=0$ ，即系统的平衡位置与弦的平衡位置重合，则条件齐次。 作为特例，自由端边界条件为
$$
\frac{\partial u}{\partial x}=0 .
$$
由于问题在时间上是二阶的，我们需要两个初始条件。一个通常有
$$
u(x, 0)=f(x) u_t(x, 0)=g(x)
$$
即给定弦的每一段的位移和速度。
数学代写|偏微分方程代写partial difference equations代考|Diffusion in Three Dimensions
扩散问题导致类似于热传导的偏微分方程。认为 $C(x, y, z, t)$ 表示溶解在液体或气体中的物质的浓度，即每单位 体积的质量。例如，湖泊中的污染。给定域中物质 (污染物) 的数量 $V$ 有边界 $\Gamma$ 是 (谁) 给的
$$
\int_V C(x, y, z, t) d V .
$$
质量守恒定律指出质量随时间的变化率在 $V$ 等于质量流入的速率 $V$ 减去质量流出的速率 $V$ 再加上由于来源而产生 质量的速率 $V$. 让我们假设没有内部来源。让 $\vec{q}$ 是质量通量矢量，然后 $\vec{q} \cdot \vec{n}$ 给出每单位时间每单位面积的质量， 通过具有向外单位法向量的表面元素 $\vec{n}$.
$$
\frac{d}{d t} \int_V C d V=\int_V \frac{\partial C}{\partial t} d V=-\int_{\Gamma} \vec{q} \cdot \vec{n} d S .
$$
用高斯散度定理代替边界上的积分
$$
\int_{\Gamma} \vec{q} \cdot \vec{n} d S=\int_V \operatorname{div} \vec{q} d V
$$
所以
$$
\frac{\partial C}{\partial t}=-\operatorname{div} \vec{q}
$$
菲克扩散定律与通量矢量相关 $\vec{q}$ 浓度 $C$ 经过
$$
\vec{q}=-D \operatorname{grad} C+C \vec{v}
$$
在挪里 $\vec{v}$ 是液体或气体的速度，并且 $D$ 是扩散系数，它可能取决于 $C$. 结合 (1.7.4) 和 (1.7.5) 产量
$$
\frac{\partial C}{\partial t}=\operatorname{div}(D \operatorname{grad} C)-\operatorname{div}(C \vec{v})
$$
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金融工程代写
金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题，以及设计新的和创新的金融产品。
非参数统计代写
非参数统计指的是一种统计方法，其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型；这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。
广义线性模型代考
广义线性模型（GLM）归属统计学领域，是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。
术语 广义线性模型（GLM）通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归，以及方差分析和方差分析（仅含固定效应）。
有限元方法代写
有限元方法（FEM）是一种流行的方法，用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。
有限元是一种通用的数值方法，用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程（即一些边界值问题）。为了解决一个问题，有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分，称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的，它是通过构建对象的网格来实现的：用于求解的数值域，它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统，以模拟整个问题。然后，有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。
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随机分析代写
随机微积分是数学的一个分支，对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。
时间序列分析代写
随机过程，是依赖于参数的一组随机变量的全体，参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现，其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值（如1秒，5分钟，12小时，7天，1年），因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中，往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录，以得到其自身发展的规律。
回归分析代写
多元回归分析渐进（Multiple Regression Analysis Asymptotics）属于计量经济学领域，主要是一种数学上的统计分析方法，可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系，在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。
MATLAB代写
MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。
