偏微分方程 · 已有部分内容

第三章 热传导方程

用傅里叶变换和热核处理初值问题,在混合问题中使用分离变量,并以极值原理和能量方法研究估计与稳定性。

知识点与笔记

  1. §1 初值问题

    印刷页 p.108 起。建立整空间热方程的初值求解路径。

  2. 1.1 Fourier 变换

    印刷页 p.108 起。用频率变量把空间微分转化为代数运算。

  3. 1.2 Poisson 公式

    印刷页 p.116 起。通过积分表示观察初始温度的演化。

  4. 1.3 广义函数简介

    印刷页 p.121 起。用试验函数理解广义函数与广义导数。

  5. 1.4 基本解

    印刷页 p.131 起。把热核作为构造解的基本对象。

  6. 1.5 半无界问题

    印刷页 p.135 起。按端点条件选择延拓与积分表示。

  7. §2 混合问题

    印刷页 p.140 起。在有界空间上同时满足初值和边界条件。

  8. 2.1 有界杆的热传导问题

    印刷页 p.140 起。以特征函数展开描述有界杆的温度变化。

  9. 2.2 圆形区域上的热传导问题

    印刷页 p.143 起。教材标星小节。研究圆形区域中的热传导。

  10. §3 极值原理与最大模估计

    印刷页 p.149 起。利用比较与能量方法控制解。

  11. 3.1 弱极值原理

    印刷页 p.149 起。辨别抛物边界与内部极值之间的关系。

  12. 3.2 第一边值问题解的最大模估计

    印刷页 p.151 起。由内部源项、初值和边界值估计解。

  13. 3.3 第二、三边值问题解的最大模估计

    印刷页 p.152 起。在通量或混合边界条件下建立估计。

  14. 3.4 初值问题解的最大模估计

    印刷页 p.155 起。讨论整空间初值问题中的最大模控制。

  15. 3.5 边值问题解的能量模估计

    印刷页 p.156 起。由积分恒等式获得能量意义下的控制。

  16. 3.6 反向问题的不适定性

    印刷页 p.159 起。教材标星小节。考察逆向恢复初始温度时的稳定性。

习题与资料

教材定位:《数学物理方程讲义》第三版第三章,pp.108-168;目录 II,PDF 第 9 页。对应《2020-第三章.pdf》。

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