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拉普拉斯算子二階微分算子01定義橢圓型偏微分方程表示式推廣目錄030204基本信息拉普拉斯算子(LaplaceOperator)是n維歐幾里德空間中的一個二階微分算子,定義為梯度(▽f)的散度(▽·f)。拉普拉斯算子也可以推廣為定義在黎曼流形上的橢圓型算子,稱為拉普拉斯-貝爾特拉米算子。定義定義拉普拉斯算子是n維歐幾里德空間中的一個二階微分算子,定義為梯度(▽f)的散度(▽·f)。因此如果f是二階可微的實函數(shù),則f的拉普拉斯算子定義為:f的拉普拉斯算子也是笛卡爾坐標(biāo)系xi中的所有非混合二階偏導(dǎo)數(shù):作為一個二階微分算子,拉普拉斯算子把C函數(shù)映射到C函數(shù),對于k≥2時成立。算子Δ:C(R)→C(R),或更一般地,定義了一個算子Δ:C(Ω)→C(Ω),對于任何開集Ω時成立。函數(shù)的拉普拉斯算子也是該函數(shù)的黑塞矩陣的跡:另外,滿足▽·▽f=0的函數(shù)f,稱為調(diào)和函數(shù)。表示式二維空間N維空間三維空間表示式二維空間其中x與y代表x-y平面上的笛卡爾坐標(biāo):另外極坐標(biāo)的表示法為:三維空間笛卡爾坐標(biāo)系下的表示法圓柱坐標(biāo)系下的表示法球坐標(biāo)系下的表示法N維空間在參數(shù)方程為(其中以及)的N維球坐標(biāo)系中,拉普拉斯算子為:其中是N?1維球面上的拉普拉斯-貝爾特拉米算子。橢圓型偏微分方程橢圓型偏微分方程[ellipticpartialdifferentialequation]橢圓型偏微分方程是偏微分方程的一個類型,簡稱橢圓型方程。這類方程主要用來描述物理中的平衡穩(wěn)定狀態(tài),如定常狀態(tài)的電磁場、引力場和反應(yīng)擴(kuò)散現(xiàn)象等。橢圓型方程是由方程中主部的系數(shù)來界定的。對兩個自變量的二階線性或半線性方程在不等式成立的區(qū)域內(nèi),就稱方程是橢圓型的。此時,可以通過自變量的非奇異變換將方程化為標(biāo)準(zhǔn)型。對于高階線性方程,設(shè)階線性偏微分算子為其中,。該偏微分算子的主部是若對及任意非零向量都有,則稱方程在點(diǎn)是橢圓型的。如果在中每一點(diǎn)都是橢圓型的,就稱該方程在中是線性橢圓型方程。線型橢圓型方程的典型代表是拉普拉斯方程(也叫調(diào)和方程)其中,這個算子叫拉普拉斯算子(Laplaceoperator),也叫調(diào)和算子。可以說,調(diào)和方程是最基本,同時也是最重要的線性橢圓型方程。推廣推廣拉普拉斯算子可以用一定的方法推廣到非歐幾里德空間,這時它就有可能是橢圓型算子,雙曲型算子,或超雙曲型算子。在閔可夫斯基空

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