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偏微分方程
第一篇 方程的导出及定解问题的提法
偏微分方程的解与阶
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2025-04-30 06:06
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偏微分方程的解与阶
1.2 偏微分方程的解 给定一个函数 $u=\varphi\left(x_1, x_2, \cdots, x_n\right)$ ,若将它及它对自变量的各阶偏导数代入方程(1.1),能使(1.1)式成为恒等式,则称函数 $\varphi$ 是偏微分方程(1.1)的解.我们知道,一个线性常微分方程的解有无穷多个,其表现形式是依赖于一个或几个任意常数的通解.于是自然会想到偏微分方程的通解也会含有任意元素. 例 1.1 求偏微分方程 $$ \frac{\partial u(x, y)}{\partial y}=0 $$ 的通解. 解 方程(1.13)关于 $y$ 积分,可得其通解为 $u=\varphi(x)$ ,其中 $\varphi$ 是 $x$ 的任意连续可微函数. 但是,在偏微分方程中,除了少数几个特别简单的例子以外,求通解是很困难的.而且即使求得了通解,要想利用所给的附加条件将其表达式中的任意元素确定出来,也是一件不容易的事情,甚至是不可能的. 1.3 偏微分方程的阶 在偏微分方程的研究中,"阶"是一个非常基本的概念.所谓偏微分方程的阶,就是方程中实际所含末知函数的偏导数中的最高阶数,如上述方程(1.2)和(1.3)是一阶偏微分方程,方程(1.4)-(1.10)是二阶偏微分方程,方程(1.11)和(1.12)是三阶偏微分方程.
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