常微分方程中的常數變易法和偏微分方程中的齊次化原理本質上有什麼相似嗎

時間 2021-05-31 13:05:55

1樓:

常數變易法和Duhamel原理這兩個東西的本質都是把非齊次方程變成齊次(把複雜的問題轉化為簡單的問題),只不過構造方法思路不一樣.

在ODE中,我們會解的方程是齊次方程

而在PDE中,我們會解的(熱傳導)方程是 0, \\ &u|_=f(x) \end \right." eeimg="1"/>

但是如果遇到如下的ODE/PDE:

0, \\ &u|_=g(x) \end \right." eeimg="1"/>

運用此前的方法沒法解出來,所以要作一些變換變成齊次的. 其中:

ODE的常數變易法是 則.令 則 可被求出來,從而把v代入 則u也可以被求出來了.

PDE以熱傳導方程問題 0, \\ &u|_=g(x) \end \right." eeimg="1"/>為例,

可以拆成0, \\ &u|_=0 \end \right." eeimg="1"/>與 0, \\ &u|_=g(x) \end \right." eeimg="1"/>,分別求解兩個問題再求和即可得原問題的解.

只需看第乙個問題. Duhamel原理是令

其中 0amp;0,&x\in\mathbb^n,t\leq 0end\right." eeimg="1"/>是熱傳導方程的基本解.

於是問題轉化為

變成了齊次方程. 這也可以用熟悉的方式來求解.

除了這些方法還有別的方法可以把非齊次(或者擬線性問題)變成線性, 如:

例 1求解擬線性PDE問題 0amp;u|_=g(xend=e^=gend=g(x) \Leftrightarrow w|_=\int g(x)dxend{alignedright." eeimg="1"/>

變成了前乙個例子.

應該如何理解偏微分方程中的delta函式和格林函式?

柚又 1.格林函式 的引入是為了求解帶Dirichlet型邊界條件的Poisson問題。邊界條件只給u的值,但Green恒等式中,右邊出現了邊界上u的值與u在外法向的方向導數。因此在求解Dirichlet型問題時,需要和u在外法向的方向導數相乘的那個量在邊界上為0,因此引入了格林函式 它在邊界上的值...

有關乙個偏微分方程組的求解?

Nemesis XX 初始條件管和空氣溫度都是0度,邊界條件是入口熱風的溫度比如100度。實線是u1虛線是u2 X 1 tube length 1m T 500 simulate 500s Tin 100 gridsX 101 gridsT 11 dX X gridsX 1 dT T gridsT ...

有哪些關於偏微分方程和運算元的較透徹的書籍?

一千億個太陽 dhchen 已經推薦了對於初學者最重要的兩本書。1 非線性邊值問題的一些解法,中山大學出版社 2 Mathematical analysis and numerical methods for science and technology,vol.1 6,Springer dhche...