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橢圓型偏微分方程

(一類重要的偏微分方程)

鎖定
橢圓型偏微分方程,簡稱橢圓型方程,一類重要的偏微分方程。早在1900年D.希爾伯特提的著名的23個問題中,就有三個問題是關於橢圓型方程與變分法的。八十多年來,橢圓型方程的研究獲得了豐碩的成果。橢圓型方程在流體力學、彈性力學、電磁學、幾何學和變分法中都有應用。拉普拉斯方程是橢圓型方程最典型的特例。
中文名
橢圓型偏微分方程
外文名
partial differential equation of elliptic type
代    表
拉普拉斯方程
簡    稱
橢圓型方程

目錄

橢圓型偏微分方程定義

橢圓型偏微分方程是偏微分方程的一個類型,簡稱橢圓型方程。這類方程主要用來描述物理的平衡穩定狀態,如定常狀態下的電磁場、引力場和反應擴散現象等。
橢圓型方程是由方程中主部的係數來界定的。對兩個自變量的二階線性或半線性方程
在不等式
成立的區域內,就稱方程是橢圓型的 [1] 
此時,可以通過自變量的非奇異變換將方程化為標準型
對於高階線性方程,設
階線性偏微分算子為
其中,
。該偏微分算子的主部是
若對
及任意非零向量
都有
,則稱方程
在點
是橢圓型的。如果
中是線性橢圓型方程。

橢圓型偏微分方程種類

橢圓型偏微分方程線性

線性橢圓型方程的典型代表是拉普拉斯方程(也叫調和方程)
其中,
,這個算子叫拉普拉斯算子 (Laplace operator),也叫調和算子。
可以説,調和方程是最基本,同時也是最重要的線性橢圓型方程。

橢圓型偏微分方程非線性

對於非線性方程,也可以定義橢圓型方程。
例如,考慮二階實係數擬線性方程
其中,
。如果對任意非零向量
,有
就稱方程是
中的擬線性橢圓型方程。類似地,可以定義高階擬線性橢圓型方程。 [2] 
參考資料
  • 1.    肖興國等編. 大學生簡明數學手冊[M]. 天津:天津科學技術出版社, 1995:192
  • 2.    王元,文蘭,陳木法.數學大辭典:科學出版社,2010