偏微分方程 · 已有部分内容
第四章 位势方程
围绕基本解与 Green 函数、极值原理和调和函数性质建立边值问题的方法,再进入变分与近似求解。
知识点与笔记
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§1 基本解与 Green 函数
印刷页 p.169 起。把局部微分方程联系到积分表示与边界数据。
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1.1 基本解与 Green 公式
印刷页 p.169 起。整理 Laplace 基本解、Green 恒等式与积分表示。
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1.2 Green 函数
印刷页 p.174 起。让基本解与指定区域的边界条件相适配。
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1.3 圆上的 Poisson 公式
印刷页 p.178 起。用圆周上的边界值表示圆内调和函数。
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§2 极值原理与调和函数的性质
印刷页 p.184 起。通过比较和平均性质认识椭圆型方程的解。
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2.1 极值原理
印刷页 p.184 起。区分弱极值、强极值与边界点结论。
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2.2 边值问题解的最大模估计
印刷页 p.188 起。用源项与边界数据控制解的大小。
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2.3 能量模估计
印刷页 p.191 起。通过积分分部建立能量估计。
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2.4 调和函数的性质
印刷页 p.193 起。联系调和性、平均性质与局部行为。
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§3 变分方法
印刷页 p.196 起。将椭圆型边值问题转化为函数空间中的变分问题。
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3.1 H¹(Ω) 空间
印刷页 p.196 起。为弱导数与能量泛函建立函数空间背景。
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3.2 变分问题的解的存在唯一性
印刷页 p.200 起。在变分框架中讨论解的存在与唯一性。
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3.3 Ritz-Galerkin 近似解法
印刷页 p.205 起。教材标星小节。用有限维子空间构造近似解。
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§4 Cauchy 问题的不适定性
印刷页 p.210 起。教材标星节。考察椭圆型 Cauchy 数据与稳定性的关系。
习题与资料
第 8 次作业:椭圆型边值估计与唯一性
2025-12-17;题 2 为混合边界最大模估计,题 5、7 为外域及边界缺点的估计,题 9 为上半平面有界解唯一性;对应 §2。
第 5 次作业:典型区域的 Green 函数
题 4-17 为上半平面和第一象限,题 4-19 为半圆盘混合边值问题;对应本章 §1.2。前半页热方程题见第三章。
教材定位:《数学物理方程讲义》第三版第四章,pp.169-220;目录 II-III,PDF 第 9-10 页。对应《2021-第四章.pdf》与《2021-Ritz-Galerkin方法.pdf》。