椭圆型偏微分方程

椭圆型偏微分方程

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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只能的平衡稳定状态,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,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。[1]

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