第1章 绪论
1.1 基本概念
在物理学、力学、工程技术和其它学科中,经常会提出大量的偏微分方程。它们反映了未知函数关于时间的导数和关于空间变量的导数之间的制约关系,同时刻画了物理现象和过程的基本规律。这些来自物理等学科的偏微分方程,我们常把它们叫做数学物理方程。它的重要性,早在18世纪��就被人们认识,例如,在1715年,泰勒(Taylor)将弦线的横向振动问题归结为**的弦振动方程以后,伯努利(Bernoulli)从弦发出声音的事实,得出该方程的三角级数解。在此基础上,傅里叶(Fourier)在理论上完成了解此方程的方法。同时,欧拉(Euler)和拉格朗日(Lagrange)在研究流体力学、拉普拉斯(Laplace)在研究势函数、傅里叶在研究热传导等物理问题中,都导出了一系列重要的偏微分方程及其求解方法,取得了重要的成就。到了19世纪,随着科学技术的发展及对方程的深入研究,形成了数学中的一门重要分支一偏微分方程理论,这样又促使了自然科学和工程技术的发展。
本章首先介绍了偏微分方程中的一些基本概念以及从几个物理模型出发,建立数学物理方程中的三个典型方程——弦振动方程、热传导方程和拉普拉斯方程。这不仅仅是因为它们是*简单的偏微分方程,更是因为它们代表了三种不同类型的方程。掌握了它们的性质和求解方法,对学习和研究一般的偏微分方程具有普遍意义和指导意义。因为对于其它经典的线性方程的主要研究方法,本质上与这三类方程的研究方法相仿。
本章还对偏微分方程的定解条件、定解问题的提法、叠加原理等内容给予了较详细的叙述,以便将来使用上的方便。
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