Dalam contoh berikutnya, kita meninjau persamaan gelombang
nonhomogen.
Contoh.
Selesaikan persamaan gelombang nonhomogen
(7.4.17)
dengan syarat batas
untuk
,
serta syarat awal
dan
untuk
.
Solusi persamaan gelombang homogen dalam Contoh 7.4.5
menyarankan agar kita mencari solusi berbentuk
(7.4.18)
Andaikan deret Fourier kosinus dari
terhadap variabel
adalah
(7.4.19)
Jika kita menyubstitusikan (7.4.18)
dan (7.4.19)
ke dalam (7.4.17),
dengan mengandaikan bahwa turunan dan penjumlahan takhingga boleh
dipertukarkan, diperoleh
untuk
.
Dengan demikian,
untuk
dan
.
Pertama-tama, kita harus mencari deret Fourier kosinus dari
untuk
.
Kita mempunyai
dan, dengan menggunakan integrasi parsial, diperoleh
Jadi,
Untuk menentukan
bagi
,
kita harus menyelesaikan
untuk
dan
.
Kita memperoleh
untuk
dan
.
Solusinya adalah
untuk
dan
.
Dari
,
diperoleh
Ini adalah deret
Fourier kosinus dari
.
Dengan demikian,
dan, dengan menggunakan
integrasi parsial,
Oleh karena itu,
Dari
diperoleh
Ini adalah deret Fourier kosinus dari
.
Berdasarkan ketunggalan representasi deret Fourier, kita mempunyai
Solusi persamaan gelombang nonhomogen tersebut adalah
Dapat ditunjukkan bahwa deret yang merepresentasikan
dan semua turunan parsialnya yang berorde total paling tinggi
konvergen mutlak dan seragam secara lokal untuk
dan
.