椭圆型偏微分方程
一类重要的偏微分方程
椭圆型偏微分方程,简称椭圆型方程,一类重要的偏微分方程。早在1900年D.希尔伯特提的著名的23个问题中,就有三个问题是关于椭圆型方程与变分法的。八十多年来,椭圆型方程的研究获得了丰硕的成果。椭圆型方程在流体力学、弹性力学、电磁学、几何学和变分法中都有应用。拉普拉斯方程是椭圆型方程最典型的特例。
定义
椭圆型偏微分方程是偏微分方程的一个类型,简称椭圆型方程。这类方程主要用来描述物理的平衡稳定状态,如定常状态下的电磁场、引力场和反应扩散现象等。
椭圆型方程是由方程中主部的系数来界定的。对两个自变量的二阶线性或半线性方程
在不等式 成立的区域内,就称方程是椭圆型的。
此时,可以通过自变量的非奇异变换将方程化为标准型
对于高阶线性方程,设阶线性偏微分算子为
其中,。该偏微分算子的主部是
若对 及任意非零向量 都有,则称方程 在点 是椭圆型的。如果中是线性椭圆型方程。
种类
线性
线性椭圆型方程的典型代表是拉普拉斯方程(也叫调和方程)
其中,,这个算子叫拉普拉斯算子 (Laplace operator),也叫调和算子。
可以说,调和方程是最基本,同时也是最重要的线性椭圆型方程。
非线性
对于非线性方程,也可以定义椭圆型方程。
例如,考虑二阶实系数拟线性方程
其中,。如果对任意非零向量, 及,有
就称方程是中的拟线性椭圆型方程。类似地,可以定义高阶拟线性椭圆型方程。
参考资料
最新修订时间:2023-01-04 23:14
目录
概述
定义
种类
参考资料