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第三章 偏微分方程的定解问题 第五节 Green函数法
§3.5 Green函数法
§3.5.1 方程解的积分表示及Green函数的引进
§3.5.3 利用保角变换求平面区域的Green函数
§3.5.2 Green函数的求法和物理意义
第三章 偏微分方程的定解问题 第五节 Green函数法
一 拉普拉斯方程边值问题的提法
1 第一边值问题(狄氏问题)
2 第二边值问题(牛曼问题)
uf
u
f
n
3 内问题与外问题
1. 调和函数:具有二阶偏导数并且满足拉普拉斯方程
的连续函数。
复习:
0u
2. 高斯公式:
()
xyz
SV
Pdy dz Qdz dx Rdx dy P Q R dxdydz
,()
SS V
P
E
Q EdS E ndS div E dxdyd
z
R
uf
0u
§3.5.1 方程解的积分表示及Green函数的引进
第三章 偏微分方程的定解问题 第五节 Green函数法
3. 第二Green公式:
22
()d()d
VS
vu
uvvuV u v S
nn
()d ( )d ()d d
SS V V
v
u S u v n S div u v V u v u v V
n
()d ( )d ()d d
SS V V
u
v S v u n S div v u V v u u v V
n
n=3, :体积微元,边界面积微元
d,dVS
n=2, :平面面积微元,边界弧长微元
d,dVS
二、格林公式的结论:
1 调和函数的积分表达式
拉普拉斯方程的基本解
222
22
11
11
ln ln
r
xyz
k
r
xy
三维
二维
第三章 偏微分方程的定解问题 第五节 Green函数法
1. Poisson方程解的积分表达式、调和函数的积分表达式
拉普拉斯方程的基本解
0
0
222
000
22
00
11
,
()()()
()
11
ln ln ,
()()
MM
MM
r
xx yy zz
wM
r
xx yy
三维
二维
二、格林公式的结论
0
0000 0
(,,) , ( ,){, } ,
MM
Mxyz BM Mr
0
()0,wM M M
设 是 上三维Poisson方程的解,即
()uM
(),uFM M
在 上,对 和 用第二Green公式得:
0
\( ,)VBM uw
000
\(\)
111
() [ ( ) ]d
BB
MM MM MM
u
F
MdV u S
rnrrn
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晴天娃娃xwz
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