Фурье' ме'тод,
метод решения задач математической физики, основанный на разделении переменных. Предложен для решения задач теории теплопроводности Ж. Фурье
и в полной общности сформулирован М. В. Остроградским
в 1828. Решение уравнения, удовлетворяющее заданным начальным однородным и краевым условиям, ищется по Ф. м. как суперпозиция решений, удовлетворяющих краевым условиям и представимых в виде произведения функции от пространственных переменных на функцию от времени. Нахождение таких решений связано с разысканием собственных функций
и собственных значений
некоторых дифференциальных операторов и последующим разложением функций начальных условий по найденным собственным функциям. В частности, разложение функций в ряды и интегралы Фурье (см. Фурье ряд
, Фурье интеграл
) связано с применением Ф. м. для изучения задач о колебании струны и о теплопроводности стержня. Например, изучение малых колебаний струны длины l
, имеющей закрепленные концы, сводиться к решению уравнения
при краевых условиях u
(0, t
) = u
(l
, t
) = 0 и начальных условиях u
(x
,0) = f
(x
); u' t
(x
, 0) = F
(x
); 0 £ x
£ l
. Решения этого уравнения, имеющие вид X
(x
) T
(t
) и удовлетворяющие краевым условиям, выражаются формулой:
.
Выбирая соответствующим образом коэффициенты A n и B n , можно добиться того, что функция
будет решением поставленной задачи.
Ряд важных проблем, связанных с применением Ф. м., был решен В. А. Стекловым .