~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Arc.Ask3.Ru ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
Номер скриншота №:
✰ 316126F069E1EEC957D48C815B5471EB__1718493900 ✰
Заголовок документа оригинал.:
✰ Elliptic partial differential equation - Wikipedia ✰
Заголовок документа перевод.:
✰ Elliptic partial differential equation - Wikipedia ✰
Снимок документа находящегося по адресу (URL):
✰ https://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_partial_differential_equations ✰
Адрес хранения снимка оригинал (URL):
✰ https://arc.ask3.ru/arc/aa/31/eb/316126f069e1eec957d48c815b5471eb.html ✰
Адрес хранения снимка перевод (URL):
✰ https://arc.ask3.ru/arc/aa/31/eb/316126f069e1eec957d48c815b5471eb__translat.html ✰
Дата и время сохранения документа:
✰ 07.07.2024 12:05:04 (GMT+3, MSK) ✰
Дата и время изменения документа (по данным источника):
✰ 16 June 2024, at 02:25 (UTC). ✰ 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Ask3.Ru ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
Сервисы Ask3.ru: 
 Архив документов (Снимки документов, в формате HTML, PDF, PNG - подписанные ЭЦП, доказывающие существование документа в момент подписи. Перевод сохраненных документов на русский язык.)https://arc.ask3.ruОтветы на вопросы (Сервис ответов на вопросы, в основном, научной направленности)https://ask3.ru/answer2questionТоварный сопоставитель (Сервис сравнения и выбора товаров) ✰✰
✰ https://ask3.ru/product2collationПартнерыhttps://comrades.ask3.ru


Совет. Чтобы искать на странице, нажмите Ctrl+F или ⌘-F (для MacOS) и введите запрос в поле поиска.
Elliptic partial differential equation - Wikipedia Jump to content

Elliptic partial differential equation

From Wikipedia, the free encyclopedia

Second-order linear partial differential equations (PDEs) are classified as either elliptic, hyperbolic, or parabolic. Any second-order linear PDE in two variables can be written in the form

where A, B, C, D, E, F, and G are functions of x and y and where , and similarly for . A PDE written in this form is elliptic if

with this naming convention inspired by the equation for a planar ellipse. Equations with are termed parabolic while those with are hyperbolic.

The simplest examples of elliptic PDEs are the Laplace equation, , and the Poisson equation, In a sense, any other elliptic PDE in two variables can be considered to be a generalization of one of these equations, as it can always be put into the canonical form

through a change of variables.[1][2]

Qualitative behavior[edit]

Elliptic equations have no real characteristic curves, curves along which it is not possible to eliminate at least one second derivative of from the conditions of the Cauchy problem.[1] Since characteristic curves are the only curves along which solutions to partial differential equations with smooth parameters can have discontinuous derivatives, solutions to elliptic equations cannot have discontinuous derivatives anywhere. This means elliptic equations are well suited to describe equilibrium states, where any discontinuities have already been smoothed out. For instance, we can obtain Laplace's equation from the heat equation by setting . This means that Laplace's equation describes a steady state of the heat equation.[2]

In parabolic and hyperbolic equations, characteristics describe lines along which information about the initial data travels. Since elliptic equations have no real characteristic curves, there is no meaningful sense of information propagation for elliptic equations. This makes elliptic equations better suited to describe static, rather than dynamic, processes.[2]

Derivation of canonical form[edit]

We derive the canonical form for elliptic equations in two variables, .

and .

If , applying the chain rule once gives

and ,

a second application gives

and

We can replace our PDE in x and y with an equivalent equation in and

where

and

To transform our PDE into the desired canonical form, we seek and such that and . This gives us the system of equations

Adding times the second equation to the first and setting gives the quadratic equation

Since the discriminant , this equation has two distinct solutions,

which are complex conjugates. Choosing either solution, we can solve for , and recover and with the transformations and . Since and will satisfy and , so with a change of variables from x and y to and will transform the PDE

into the canonical form

as desired.

In higher dimensions[edit]

A general second-order partial differential equation in n variables takes the form

This equation is considered elliptic if there are no characteristic surfaces, i.e. surfaces along which it is not possible to eliminate at least one second derivative of u from the conditions of the Cauchy problem.[1]

Unlike the two-dimensional case, this equation cannot in general be reduced to a simple canonical form.[2]

See also[edit]

References[edit]

  1. ^ Jump up to: a b c Pinchover, Yehuda; Rubinstein, Jacob (2005). An Introduction to Partial Differential Equations. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-84886-2.
  2. ^ Jump up to: a b c d Zauderer, Erich (1989). Partial Differential Equations of Applied Mathematics. New York: John Wiley&Sons. ISBN 0-471-61298-7.

External links[edit]

Arc.Ask3.Ru: конец оригинального документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 316126F069E1EEC957D48C815B5471EB__1718493900
URL1:https://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_partial_differential_equations
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Elliptic partial differential equation - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть, любые претензии не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, денежную единицу можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)