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偏微分方程公式大全 偏微分方程视频教程

椭圆型偏微分方程

椭圆型偏微分方程如下:

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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典型的特例。

partial differential equation of elliptic type 椭圆型变微分方程

其典型代表是拉普拉斯方程与泊松方程(称Δu为拉普拉斯算子)

Δu=-4πρ(x,y,z)(2)

拉普拉斯方程的二次连续可微解称为调和函数,方程(1)有形如的特解,其中S是一个曲面,μ为定义在S上的连续函数,(3)所定出的函数在S之外处满足(1),非齐次方程(即泊松方程)(2)有重要特解,它是以ρ为密度的势

当ρ在Ω内连续可微时,由(4)所确定的函数u在Ω内满足(2),在Ω外满足(1)。应用格林公式得,这说明:调和函数在区域内任何点的值,可由这函数在区域界面上的值以及法线微商来表示。

在单位球上的狄利克雷问题,对球面坐标为(ρ,θ,j)的点有其中(θ0,j0)是积分的变元,是球面坐标。cosυ是方向(θ,j)和(θ0,j0)交角的余弦。椭圆型方程的理论已相当完整。

微分方程公式

微分方程公式如下:

1、非齐次一阶常系数线性微分方程:

2、齐次二阶线性微分方程:

3、描述谐振子的齐次二阶常系数线性微分方程:

4、非齐次一阶非线性微分方程:

5、描述长度为L的单摆的二阶非线性微分方程:

以下是偏微分方程的一些例子,其中u为未知的函数,自变数为x及t或者是x及y。

6、齐次一阶线性偏微分方程:

7、拉普拉斯方程,是椭圆型的齐次二阶常系数线性偏微分方程:

8、KdV方程,是三阶的非线性偏微分方程:

约束条件

微分方程的约束条件是指其解需符合的条件,依常微分方程及偏微分方程的不同,有不同的约束条件。

常微分方程常见的约束条件是函数在特定点的值,若是高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,有这类约束条件的常微分方程称为初值问题。

若是二阶的常微分方程,也可能会指定函数在二个特定点的值,此时的问题即为边界值问题。若边界条件指定二点数值,称为狄利克雷边界条件(第一类边值条件),此外也有指定二个特定点上导数的边界条件,称为诺伊曼边界条件(第二类边值条件)等。

偏微分方程常见的问题以边界值问题为主,不过边界条件则是指定一特定超曲面的值或导数需符定特定条件。

微分方程公式如下:

1、非齐次一阶常系数线性微分方程:

2、齐次二阶线性微分方程:

3、描述谐振子的齐次二阶常系数线性微分方程:

4、非齐次一阶非线性微分方程:

5、描述长度为L的单摆的二阶非线性微分方程:

以下是偏微分方程的一些例子,其中u为未知的函数,自变数为x及t或者是x及y。

6、齐次一阶线性偏微分方程:

7、拉普拉斯方程,是椭圆型的齐次二阶常系数线性偏微分方程:

8、KdV方程,是三阶的非线性偏微分方程:

约束条件

微分方程的约束条件是指其解需符合的条件,依常微分方程及偏微分方程的不同,有不同的约束条件。

常微分方程常见的约束条件是函数在特定点的值,若是高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,有这类约束条件的常微分方程称为初值问题。

若是二阶的常微分方程,也可能会指定函数在二个特定点的值,此时的问题即为边界值问题。若边界条件指定二点数值,称为狄利克雷边界条件(第一类边值条件),此外也有指定二个特定点上导数的边界条件,称为诺伊曼边界条件(第二类边值条件)等。

偏微分方程常见的问题以边界值问题为主,不过边界条件则是指定一特定超曲面的值或导数需符定特定条件。

二阶偏微分方程

二阶偏微分方程是:F(x,y,y',y'')=0,其中,x是自变量,y是未知函数,y'是y的一阶导数,y''是y的二阶导数。对于一元函数来说,如果在该方程中出现因变量的二阶导数,就称为二阶(常)微分方程。

在有些情况下,可以通过适当的变量代换,把二阶微分方程化成一阶微分方程来求解。具有这种性质的微分方程称为可降阶的微分方程,相应的求解方法称为降阶法。如:y''=f(x)型;y''=f(x,y')型;y''=f(y,y')型。

二阶偏微分方程

二阶偏微分方程是:F(x,y,y',y'')=0,其中,x是自变量,y是未知函数,y'是y的一阶导数,y''是y的二阶导数。对于一元函数来说,如果在该方程中出现因变量的二阶导数,就称为二阶(常)微分方程。

二阶偏微分方程(partial differential equation of second order)是1993年公布的数学名词,出自《数学名词》第一版。

根据二次型的特征根的符号,可将方程分为四类:

(i) 特征根同号,都不为零,称方程在点P为椭圆型.

(ii) 特征根都不为零,有n-1个具有同一种符号 ,余下一个符号相反,称方程在点P为双曲型.

(iii) 特征根都不为零,有n-m个具有同一种符号(n>m>1),其余m个具有另一种符号,称方程在点P为超双曲型.

(iv) 特征根至少有一个是零,称方程在点P为抛物型.

若在区域D内每一点方程为椭圆型,双曲型或抛物型,则分别称方程在区域D内是椭圆型、双曲型或抛物型.

求解一个偏微分方程

这是一个典型的热传导类型的偏微分方程,且只有一个空间变量

这是典型的抛物型偏微分方程。我只会数值解。解析解我不会求。数值解的话,可以找我

科普·科学百科:偏微分方程

二阶偏微分方程

二阶偏微分方程是:y′=f(x)。

原函数问题便是简单的微分方程。而如果在该方程中y连续求两次导数的话就是二阶微分方程。牛顿本人已经解决了二体问题:在太阳引力作用下,一个单一的行星的运动。他把两个物体都理想化为质点,二阶微分方程得到3个未知函数的3个二阶方程组,经简单计算证明,可化为平面问题,即两个未知函数的两个二阶微分方程组。

用现在叫做“首次积分”的办法,完全解决了它的求解问题。17世纪就提出了弹性问题,这类问题导致悬链线方程、振动弦的方程等等。总之,力学、天文学、几何学等领域的许多问题都导致微分方程。在当代,甚至许多科学的问题亦导致微分方程,如人口发展模型、交通流模型。

因而微分方程的研究是与人类密切相关的。当初,数学家们把精力集中放在求微分方程的通解上,后来证明这一般不可能,于是逐步放弃了这一奢望,而转向定解问题:初值问题、边值问题、混合问题等。但是,即便是一阶常微分方程,初等解(化为积分形式)也被证明不可能。

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