非线性数学物理方程的特解
2020-03-09都大鹏
东北师大学报(自然科学版) 2020年1期
都 大 鹏
(东北师范大学数学与统计学院,吉林 长春 130024)
1 特解
过去几十年来,定性分析在非线性偏微分方程领域取得了巨大的成就,来源于几何的偏微分方程尤其如此.最著名的例子可能是3维Poincare猜想的最终解决.一般来说,定性分析是指对初边值加条件,然后证明解具有某种性质.对非线性数学物理方程,定性分析也取得了非常丰硕的成果,但与几何方程相比成就似乎要少一些.对于不适应的问题体现得最为明显,其原因可能是很大一部分非线性数理方程分析结构相对较少.
非线性数理方程的很多问题都可以归结为某类特解的存在性.比如:奇异解、周期解、椭圆方程全空间上非平凡解、边值问题多解等.本文建议将找特解作为研究这些问题的主要途径之一.这里说明一点,特解不是精确解,只能期望证明解的存在性,而不是显式地把解写出来,其主要任务是解方程.
这样做的原因有两个:一是特解非常有用,有些情况甚至足够有用.对于非线性偏微分方程,目前物理学家主要是用精确解[1-2],而特解必将带来多得多的解,这在物理上似乎足够用了.粗略地说,虽然不能对某一整类初边值找到所需性质的解,但可以找到一个或一些,这一般来说在应用中已经很有用了.特解应用的一个著名例子是柯朗与弗里德里克斯的经典著作[3],这本书可以概括为1维和径向对称时可压缩Euler方程组稳态特解与自相似解在力学中的应用.1维与……
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