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只能的平衡穩定狀態,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。對兩個自變數的二階線性或半線性方程
![橢圓型偏微分方程[一類重要的偏微分方程]](/img/2/c3d/wZwpmL0cjM1QzM4IjM2EzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLyIzL2MzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
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在不等式 成立的區域內,就稱方程是橢圓型的。
此時,可以通過自變數的非奇異變換將方程化為標準型
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對於高階線性方程,設階線性偏微分運算元為
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其中,。該偏微分運算元的主部是
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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。
種類
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)
![橢圓型偏微分方程[一類重要的偏微分方程]](/img/0/c82/wZwpmLwcDOzQDOwYjM2EzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2IzL2gzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
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其中,,這個運算元叫拉普拉斯運算元 (Laplace operator),也叫調和運算元。
可以說,調和方程是最基本,同時也是最重要的線性橢圓型方程。
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
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![橢圓型偏微分方程[一類重要的偏微分方程]](/img/9/cc2/wZwpmLzATN2MTMzIjM2EzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLyIzL1IzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![橢圓型偏微分方程[一類重要的偏微分方程]](/img/5/3e3/wZwpmL4QjNxAjM2IDN2EzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLyQzLyUzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![橢圓型偏微分方程[一類重要的偏微分方程]](/img/9/f89/wZwpmLwAzN4UDNyczNwMzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3czLyMzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
其中,。如果對任意非零向量, 及,有
![橢圓型偏微分方程[一類重要的偏微分方程]](/img/a/e15/wZwpmL1czM3MDN2czNyUTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3czL4IzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
![橢圓型偏微分方程[一類重要的偏微分方程]](/img/2/f7b/wZwpmLygTN2IDOwMzMzIDN0UTMyITNykTO0EDMwAjMwUzLzMzLxQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
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。