- 古典解、广义解
- 求解ODE思路
- 求解PDE思路
- 特殊函数求解核心思路
对于PDE(偏微分方程)来说,如果存在一个函数 u u u具有所需要的各阶连续偏导数,将它们带入方程时能使方程成为恒等式,则称这个函数为该方程的解 (这种解又称为古典解)。
用一个充分光滑的初值函数序列来逼近不够光滑的初值函数,前者所对应的解序列的极限就定义为后者所确定的解,称为问题的广义解。
求解ODE思路求解常微分方程的办法,先求出方程的通解,再用定解条件去确定任意常数。现在,如能找出主方程的通解,再利用定解条件去确定任意函数。
求解PDE思路求出PDE满足边界条件的足够数目的特解,再利用叠加原理,使之满足初始条件,从而得到混合方程的解。
特殊函数求解核心思路用分离变量法处理柱、球坐标下的拉普拉斯方程时遇到ODE求解问题 → \rightarrow → 对于ODE使用级数解法 → \rightarrow → 引入不同的特殊函数 → \rightarrow → 对特殊函数的母函数及递推关系、正交归一化性质进行推导 → \rightarrow → 使用特殊函数构建坐标函数系,并对ODE方程进行广义傅里叶展开得到ODE的解。
贝塞尔(Bessel)函数 J m ( x ) J_m(x) Jm(x)为柱坐标Laplace方程 R ( r ) R(r) R(r)的求解函数;
勒让德(Legendre)函数 P l , m ( cos θ ) P_{l,m}(\cos\theta) Pl,m(cosθ)是对球坐标Laplace方程角度分量 Θ ( θ ) \Theta(\theta) Θ(θ)的求解。