微分方程的拉普拉斯变换
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
微分方程的拉普拉斯变换
拉普拉斯方程(laplace's equation)又称调和方程、位势方程,是一种偏微分方程,因由法国数学家拉普拉斯首先提出而得名。
拉普拉斯方程表示液面曲率与液体表面压强之
间的关系的公式。
基本概述
一个伸展的表面称作曲面,通常用适当的两个曲率半径去叙述曲面,即为在曲面上某
点作旋转轴表面的直线,再通过此线并作一平面,此平面与曲面的截线为曲线,在该点与
曲线切线的圆半径称作该曲线的曲率半径r1。
通过表面垂线并旋转轴第一个平面再并作第二个平面并与曲面平行,可以获得第二条截线和它的曲率半径r2,用 r1与r2可以则表
示出来液体表面的伸展情况。
若液面就是伸展的,液体内部的应力p1与液体外的应力p2
就可以相同,在液面两边就可以产生应力高△p= p1- p2,表示额外应力,其数值与液面
曲率大小有关,可以则表示为:
式中γ是液体表面张力系数,该公式称为拉普拉斯方程。
在数理方程中
拉普拉斯方程的解称为调和函数。
如果等号右边就是一个取值的函数f(x,y,z),即为:
则该方程称为泊松方程。
拉普拉斯方程和泊松方程是最简单的椭圆型偏微分方程。
偏微分算子(可以在任意维空间中定义这样的算子)称为拉普拉斯算子,英文是laplace operator或简称作laplacian。
方程的求解
称为调和函数,此函数在方程成立的区域内是解析的。
任意两个函数,如果它们都满
足拉普拉斯方程(或任意线性微分方程),这两个函数之和(或任意形式的线性组合)同
样满足前述方程。
这种非常有用的性质称为叠加原理。
可以根据该原理将复杂问题的已知
简单特解组合起来,构造适用面更广的通解。