词条 | 边值问题 |
释义 | 边值问题,在微分方程中,边值问题是一个微分方程和一组称之为边界条件的约束条件。边值问题的解通常是符合约束条件的微分方程的解。在求解微分方程时,除了给出方程本身,往往还需要给出一定的定解条件。最常见的就是初值问题,即给出的定解条件为初始条件;但也有一些情况,定解条件要考虑所讨论区域的边界,例如在一个区间讨论时,定解条件在区间的两个端点给出,这种定解条件就称为边界条件,相应的定解问题就称为边值问题。 例如:给出一个微分方程为:y″+ m(x)y′+ n(x)y = f(x),另外再给出在求解区间[a,b]两个端点的条件: x=a时,y=c;x=b时,y=d。 这时的问题就是边值问题。 物理学中经常遇到边值问题,例如波动方程等。在实际应用中,边值问题应当是适定的(即,存在解,解唯一且解基于连续的初始值)。 根据条件的形式,边值条件分以下三类: 第一类边值条件:直接描述物理系统边界上的物理量,例如振动的弦两端与平衡位置的距离; 第二类边值条件:描述物理系统边界上物理量的导数的情况,例如导热细杆端点的热流; 第三类边值条件:物理系统边界上物理量与相关导数的线性组合,例如,细杆端点的自由冷却,温度、热流均不确定,但是二者的关系确定,即可列出二者线性组合而成的边值条件。 |
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