Knowledge

Elliptic partial differential equation

Source 📝

806:. 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 1912: 881:
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
1686: 1489: 3777: 2696: 1695: 2844: 2296: 2046: 3140: 1497: 1300: 3623: 3004: 2402: 3648: 2154: 964: 345: 3554: 172: 765: 1288: 1215: 2505: 279: 3282: 702: 3250: 619: 404: 2902: 1049: 1907:{\displaystyle u_{xy}=u_{\xi \xi }\xi _{x}\xi _{y}+u_{\eta \eta }\eta _{x}\eta _{y}+u_{\xi \eta }(\xi _{x}\eta _{y}+\xi _{y}\eta _{x})+u_{\xi }\xi _{xy}+u_{\eta }\eta _{xy}.} 1139: 1008: 843: 452: 3049: 547: 3782:
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
2704: 3178: 501: 2162: 704:
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
1962: 876: 3400: 3354: 3302: 3218: 2445: 1955: 3420: 3322: 3198: 2425: 1935: 3380: 2497: 2471: 2867: 800: 1681:{\displaystyle u_{yy}=u_{\xi \xi }{\xi ^{2}}_{y}+u_{\eta \eta }{\eta ^{2}}_{y}+2u_{\xi \eta }\xi _{y}\eta _{y}+u_{\xi }\xi _{yy}+u_{\eta }\eta _{yy},} 1484:{\displaystyle u_{xx}=u_{\xi \xi }{\xi ^{2}}_{x}+u_{\eta \eta }{\eta ^{2}}_{x}+2u_{\xi \eta }\xi _{x}\eta _{x}+u_{\xi }\xi _{xx}+u_{\eta }\eta _{xx},} 3057: 3565: 3926: 3772:{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}\sum _{j=1}^{n}a_{i,j}{\frac {\partial ^{2}u}{\partial x_{i}\partial x_{j}}}\;{\text{ + (lower-order terms)}}=0.} 2910: 2305: 3819: 2057: 893: 284: 3428: 46: 710: 3809: 550: 33: 3972: 3814: 2691:{\displaystyle a-c=A({\xi _{x}}^{2}-{\eta _{x}}^{2})+2B(\xi _{x}\xi _{y}-\eta _{x}\eta _{y})+C({\xi _{y}}^{2}-{\eta _{y}}^{2})=0} 504: 37: 1220: 1147: 3856: 3908: 234: 3888: 3255: 628: 3223: 563: 3936: 3918: 25: 22: 3948: 3931: 3913: 350: 3795:
Unlike the two-dimensional case, this equation cannot in general be reduced to a simple canonical form.
2872: 1013: 1058: 779: 2839:{\displaystyle b=0=2A\xi _{x}\eta _{x}+2B(\xi _{x}\eta _{y}+\xi _{y}\eta _{x})+2C\xi _{y}\eta _{y},} 972: 812: 412: 3012: 510: 2291:{\displaystyle b=2A\xi _{x}\eta _{x}+2B(\xi _{x}\eta _{y}+\xi _{y}\eta _{x})+2C\xi _{y}\eta _{y},} 2041:{\displaystyle au_{\xi \xi }+2bu_{\xi \eta }+cu_{\eta \eta }{\text{ + (lower-order terms)}}=0,\,} 3846: 3148: 464: 848: 3385: 3327: 3287: 3203: 2430: 1940: 3405: 3307: 3183: 2410: 1920: 8: 3359: 2476: 2450: 2852: 785: 782:, curves along which it is not possible to eliminate at least one second derivative of 3945: 3884: 3852: 3804: 878:. This means that Laplace's equation describes a steady state of the heat equation. 622: 557: 458: 3943: 3789: 803: 3966: 3135:{\displaystyle {\phi _{x}},{\phi _{y}}={\frac {B\pm i{\sqrt {AC-B^{2}}}}{A}}} 807: 3618:{\displaystyle u_{\xi \xi }+u_{\eta \eta }+{\text{ (lower-order terms)}}=0,} 40:. Any second-order linear PDE in two variables can be written in the form 3145:
which are complex conjugates. Choosing either solution, we can solve for
2999:{\displaystyle A{\phi _{x}}^{2}+2B\phi _{x}\phi _{y}+C{\phi _{y}}^{2}=0.} 2397:{\displaystyle c=A{\eta _{x}}^{2}+2B\eta _{x}\eta _{y}+C{\eta _{y}}^{2}.} 890:
We derive the canonical form for elliptic equations in two variables,
3953: 2149:{\displaystyle a=A{\xi _{x}}^{2}+2B\xi _{x}\xi _{y}+C{\xi _{y}}^{2},} 959:{\displaystyle u_{xx}+u_{xy}+u_{yy}+{\text{ (lower-order terms)}}=0} 340:{\displaystyle u_{xy}={\frac {\partial ^{2}u}{\partial x\partial y}}} 882:
better suited to describe static, rather than dynamic, processes.
1917:
We can replace our PDE in x and y with an equivalent equation in
3549:{\displaystyle Au_{xx}+2Bu_{xy}+Cu_{yy}+Du_{x}+Eu_{y}+Fu+G=0,\,} 167:{\displaystyle Au_{xx}+2Bu_{xy}+Cu_{yy}+Du_{x}+Eu_{y}+Fu+G=0,\,} 2407:
To transform our PDE into the desired canonical form, we seek
760:{\displaystyle u_{xx}+u_{yy}+{\text{ (lower-order terms)}}=0} 3927:"Elliptic partial differential equation, numerical methods" 457:
with this naming convention inspired by the equation for a
16:
Class of second-order linear partial differential equations
1283:{\displaystyle u_{y}=u_{\xi }\xi _{y}+u_{\eta }\eta _{y}} 1210:{\displaystyle u_{x}=u_{\xi }\xi _{x}+u_{\eta }\eta _{x}} 3636:
A general second-order partial differential equation in
274:{\displaystyle u_{x}={\frac {\partial u}{\partial x}}} 3881:
Partial Differential Equations of Applied Mathematics
3651: 3568: 3431: 3408: 3388: 3362: 3330: 3310: 3290: 3258: 3226: 3206: 3186: 3151: 3060: 3015: 2913: 2875: 2855: 2707: 2508: 2479: 2453: 2433: 2413: 2308: 2165: 2060: 1965: 1943: 1923: 1698: 1500: 1303: 1223: 1150: 1061: 1016: 975: 896: 851: 815: 788: 713: 631: 566: 513: 467: 415: 353: 287: 237: 49: 3844: 2869:times the second equation to the first and setting 3771: 3617: 3548: 3414: 3394: 3374: 3348: 3316: 3296: 3276: 3244: 3212: 3192: 3172: 3134: 3043: 2998: 2896: 2861: 2838: 2690: 2491: 2465: 2439: 2419: 2396: 2290: 2148: 2040: 1949: 1929: 1906: 1680: 1483: 1282: 1209: 1133: 1043: 1002: 958: 870: 837: 794: 759: 696: 613: 541: 495: 446: 398: 339: 273: 166: 3848:An Introduction to Partial Differential Equations 3964: 3382:, so with a change of variables from x and y to 885: 556:The simplest examples of elliptic PDEs are the 3277:{\displaystyle \eta =\operatorname {Im} \phi } 697:{\displaystyle \Delta u=u_{xx}+u_{yy}=f(x,y).} 3845:Pinchover, Yehuda; Rubinstein, Jacob (2005). 3245:{\displaystyle \xi =\operatorname {Re} \phi } 3051:, this equation has two distinct solutions, 406:. A PDE written in this form is elliptic if 3840: 3838: 3836: 3874: 3872: 3870: 3868: 3757: 3851:. Cambridge: Cambridge University Press. 3545: 2499:. This gives us the system of equations 2037: 163: 3949:"Elliptic Partial Differential Equation" 3909:"Elliptic partial differential equation" 3878: 3833: 3810:Hyperbolic partial differential equation 614:{\displaystyle \Delta u=u_{xx}+u_{yy}=0} 3865: 3815:Parabolic partial differential equation 3631: 773: 3965: 3944: 1141:, applying the chain rule once gives 399:{\displaystyle u_{xx},u_{y},u_{yy}} 13: 3741: 3728: 3714: 829: 632: 567: 328: 322: 308: 262: 254: 14: 3984: 3901: 3883:. New York: John Wiley&Sons. 2897:{\displaystyle \phi =\xi +i\eta } 1044:{\displaystyle \eta =\eta (x,y)} 778:Elliptic equations have no real 28:(PDEs) are classified as either 1134:{\displaystyle u(\xi ,\eta )=u} 770:through a change of variables. 3973:Partial differential equations 3167: 3155: 2801: 2755: 2679: 2635: 2626: 2580: 2568: 2524: 2253: 2207: 1846: 1800: 1128: 1125: 1113: 1104: 1092: 1086: 1077: 1065: 1038: 1026: 1003:{\displaystyle \xi =\xi (x,y)} 997: 985: 838:{\displaystyle u_{t}=\Delta u} 688: 676: 447:{\displaystyle B^{2}-AC<0,} 26:partial differential equations 1: 3826: 3044:{\displaystyle B^{2}-AC<0} 2904:gives the quadratic equation 542:{\displaystyle B^{2}-AC>0} 886:Derivation of canonical form 7: 3932:Encyclopedia of Mathematics 3914:Encyclopedia of Mathematics 3798: 3788:from the conditions of the 3760: + (lower-order terms) 2025: + (lower-order terms) 1294:a second application gives 802:from the conditions of the 10: 3989: 3173:{\displaystyle \phi (x,y)} 496:{\displaystyle B^{2}-AC=0} 3642:variables takes the form 3603: (lower-order terms) 3220:with the transformations 947: (lower-order terms) 748: (lower-order terms) 3879:Zauderer, Erich (1989). 3559:into the canonical form 3822:(for fuller discussion) 3422:will transform the PDE 3009:Since the discriminant 871:{\displaystyle u_{t}=0} 3773: 3693: 3672: 3619: 3550: 3416: 3396: 3376: 3350: 3318: 3298: 3278: 3246: 3214: 3194: 3174: 3136: 3045: 3000: 2898: 2863: 2840: 2692: 2493: 2467: 2441: 2421: 2398: 2292: 2150: 2042: 1951: 1931: 1908: 1682: 1485: 1284: 1211: 1135: 1045: 1004: 960: 872: 839: 796: 761: 698: 615: 543: 497: 448: 400: 341: 275: 168: 3774: 3673: 3652: 3620: 3551: 3417: 3397: 3395:{\displaystyle \eta } 3377: 3351: 3349:{\displaystyle a-c=0} 3319: 3299: 3297:{\displaystyle \eta } 3279: 3247: 3215: 3213:{\displaystyle \eta } 3195: 3175: 3137: 3046: 3001: 2899: 2864: 2841: 2693: 2494: 2468: 2442: 2440:{\displaystyle \eta } 2422: 2399: 2293: 2151: 2043: 1952: 1950:{\displaystyle \eta } 1932: 1909: 1683: 1486: 1285: 1212: 1136: 1046: 1005: 961: 873: 840: 797: 780:characteristic curves 762: 699: 616: 544: 498: 449: 401: 342: 276: 169: 3820:PDEs of second order 3649: 3632:In higher dimensions 3566: 3429: 3415:{\displaystyle \xi } 3406: 3386: 3360: 3328: 3317:{\displaystyle \xi } 3308: 3288: 3256: 3224: 3204: 3193:{\displaystyle \xi } 3184: 3149: 3058: 3013: 2911: 2873: 2853: 2705: 2506: 2477: 2451: 2431: 2420:{\displaystyle \xi } 2411: 2306: 2163: 2058: 1963: 1941: 1930:{\displaystyle \xi } 1921: 1696: 1498: 1301: 1221: 1148: 1059: 1014: 973: 894: 849: 813: 786: 774:Qualitative behavior 711: 629: 564: 511: 465: 413: 351: 285: 235: 47: 3375:{\displaystyle b=0} 2492:{\displaystyle b=0} 2466:{\displaystyle a=c} 3946:Weisstein, Eric W. 3769: 3615: 3546: 3412: 3392: 3372: 3346: 3314: 3294: 3274: 3242: 3210: 3190: 3170: 3132: 3041: 2996: 2894: 2859: 2836: 2688: 2489: 2463: 2437: 2417: 2394: 2288: 2146: 2038: 1947: 1927: 1904: 1678: 1481: 1280: 1207: 1131: 1041: 1000: 956: 868: 835: 792: 757: 694: 611: 539: 493: 444: 396: 347:and similarly for 337: 271: 164: 3858:978-0-521-84886-2 3805:Elliptic operator 3761: 3755: 3604: 3130: 3124: 2862:{\displaystyle i} 2026: 948: 795:{\displaystyle u} 749: 507:while those with 461:. Equations with 335: 269: 219:are functions of 3980: 3959: 3958: 3940: 3922: 3895: 3894: 3876: 3863: 3862: 3842: 3787: 3778: 3776: 3775: 3770: 3762: 3759: 3756: 3754: 3753: 3752: 3740: 3739: 3726: 3722: 3721: 3711: 3709: 3708: 3692: 3687: 3671: 3666: 3641: 3624: 3622: 3621: 3616: 3605: 3602: 3597: 3596: 3581: 3580: 3555: 3553: 3552: 3547: 3520: 3519: 3504: 3503: 3488: 3487: 3469: 3468: 3447: 3446: 3421: 3419: 3418: 3413: 3401: 3399: 3398: 3393: 3381: 3379: 3378: 3373: 3355: 3353: 3352: 3347: 3323: 3321: 3320: 3315: 3303: 3301: 3300: 3295: 3283: 3281: 3280: 3275: 3251: 3249: 3248: 3243: 3219: 3217: 3216: 3211: 3199: 3197: 3196: 3191: 3179: 3177: 3176: 3171: 3141: 3139: 3138: 3133: 3131: 3126: 3125: 3123: 3122: 3104: 3092: 3087: 3086: 3085: 3072: 3071: 3070: 3050: 3048: 3047: 3042: 3025: 3024: 3005: 3003: 3002: 2997: 2989: 2988: 2983: 2982: 2981: 2964: 2963: 2954: 2953: 2935: 2934: 2929: 2928: 2927: 2903: 2901: 2900: 2895: 2868: 2866: 2865: 2860: 2845: 2843: 2842: 2837: 2832: 2831: 2822: 2821: 2800: 2799: 2790: 2789: 2777: 2776: 2767: 2766: 2745: 2744: 2735: 2734: 2697: 2695: 2694: 2689: 2678: 2677: 2672: 2671: 2670: 2656: 2655: 2650: 2649: 2648: 2625: 2624: 2615: 2614: 2602: 2601: 2592: 2591: 2567: 2566: 2561: 2560: 2559: 2545: 2544: 2539: 2538: 2537: 2498: 2496: 2495: 2490: 2472: 2470: 2469: 2464: 2446: 2444: 2443: 2438: 2426: 2424: 2423: 2418: 2403: 2401: 2400: 2395: 2390: 2389: 2384: 2383: 2382: 2365: 2364: 2355: 2354: 2336: 2335: 2330: 2329: 2328: 2297: 2295: 2294: 2289: 2284: 2283: 2274: 2273: 2252: 2251: 2242: 2241: 2229: 2228: 2219: 2218: 2197: 2196: 2187: 2186: 2155: 2153: 2152: 2147: 2142: 2141: 2136: 2135: 2134: 2117: 2116: 2107: 2106: 2088: 2087: 2082: 2081: 2080: 2047: 2045: 2044: 2039: 2027: 2024: 2022: 2021: 2003: 2002: 1981: 1980: 1956: 1954: 1953: 1948: 1936: 1934: 1933: 1928: 1913: 1911: 1910: 1905: 1900: 1899: 1887: 1886: 1874: 1873: 1861: 1860: 1845: 1844: 1835: 1834: 1822: 1821: 1812: 1811: 1799: 1798: 1783: 1782: 1773: 1772: 1763: 1762: 1747: 1746: 1737: 1736: 1727: 1726: 1711: 1710: 1687: 1685: 1684: 1679: 1674: 1673: 1661: 1660: 1648: 1647: 1635: 1634: 1622: 1621: 1612: 1611: 1602: 1601: 1583: 1582: 1577: 1576: 1575: 1564: 1563: 1548: 1547: 1542: 1541: 1540: 1529: 1528: 1513: 1512: 1490: 1488: 1487: 1482: 1477: 1476: 1464: 1463: 1451: 1450: 1438: 1437: 1425: 1424: 1415: 1414: 1405: 1404: 1386: 1385: 1380: 1379: 1378: 1367: 1366: 1351: 1350: 1345: 1344: 1343: 1332: 1331: 1316: 1315: 1289: 1287: 1286: 1281: 1279: 1278: 1269: 1268: 1256: 1255: 1246: 1245: 1233: 1232: 1216: 1214: 1213: 1208: 1206: 1205: 1196: 1195: 1183: 1182: 1173: 1172: 1160: 1159: 1140: 1138: 1137: 1132: 1050: 1048: 1047: 1042: 1009: 1007: 1006: 1001: 965: 963: 962: 957: 949: 946: 941: 940: 925: 924: 909: 908: 877: 875: 874: 869: 861: 860: 844: 842: 841: 836: 825: 824: 801: 799: 798: 793: 766: 764: 763: 758: 750: 747: 742: 741: 726: 725: 703: 701: 700: 695: 669: 668: 653: 652: 623:Poisson equation 620: 618: 617: 612: 604: 603: 588: 587: 558:Laplace equation 548: 546: 545: 540: 523: 522: 502: 500: 499: 494: 477: 476: 453: 451: 450: 445: 425: 424: 405: 403: 402: 397: 395: 394: 379: 378: 366: 365: 346: 344: 343: 338: 336: 334: 320: 316: 315: 305: 300: 299: 280: 278: 277: 272: 270: 268: 260: 252: 247: 246: 230: 224: 218: 212: 206: 200: 194: 188: 182: 173: 171: 170: 165: 138: 137: 122: 121: 106: 105: 87: 86: 65: 64: 3988: 3987: 3983: 3982: 3981: 3979: 3978: 3977: 3963: 3962: 3925: 3907: 3904: 3899: 3898: 3891: 3877: 3866: 3859: 3843: 3834: 3829: 3801: 3783: 3758: 3748: 3744: 3735: 3731: 3727: 3717: 3713: 3712: 3710: 3698: 3694: 3688: 3677: 3667: 3656: 3650: 3647: 3646: 3637: 3634: 3601: 3589: 3585: 3573: 3569: 3567: 3564: 3563: 3515: 3511: 3499: 3495: 3480: 3476: 3461: 3457: 3439: 3435: 3430: 3427: 3426: 3407: 3404: 3403: 3387: 3384: 3383: 3361: 3358: 3357: 3329: 3326: 3325: 3309: 3306: 3305: 3289: 3286: 3285: 3257: 3254: 3253: 3225: 3222: 3221: 3205: 3202: 3201: 3185: 3182: 3181: 3150: 3147: 3146: 3118: 3114: 3103: 3093: 3091: 3081: 3077: 3076: 3066: 3062: 3061: 3059: 3056: 3055: 3020: 3016: 3014: 3011: 3010: 2984: 2977: 2973: 2972: 2971: 2959: 2955: 2949: 2945: 2930: 2923: 2919: 2918: 2917: 2912: 2909: 2908: 2874: 2871: 2870: 2854: 2851: 2850: 2827: 2823: 2817: 2813: 2795: 2791: 2785: 2781: 2772: 2768: 2762: 2758: 2740: 2736: 2730: 2726: 2706: 2703: 2702: 2673: 2666: 2662: 2661: 2660: 2651: 2644: 2640: 2639: 2638: 2620: 2616: 2610: 2606: 2597: 2593: 2587: 2583: 2562: 2555: 2551: 2550: 2549: 2540: 2533: 2529: 2528: 2527: 2507: 2504: 2503: 2478: 2475: 2474: 2452: 2449: 2448: 2432: 2429: 2428: 2412: 2409: 2408: 2385: 2378: 2374: 2373: 2372: 2360: 2356: 2350: 2346: 2331: 2324: 2320: 2319: 2318: 2307: 2304: 2303: 2279: 2275: 2269: 2265: 2247: 2243: 2237: 2233: 2224: 2220: 2214: 2210: 2192: 2188: 2182: 2178: 2164: 2161: 2160: 2137: 2130: 2126: 2125: 2124: 2112: 2108: 2102: 2098: 2083: 2076: 2072: 2071: 2070: 2059: 2056: 2055: 2023: 2014: 2010: 1995: 1991: 1973: 1969: 1964: 1961: 1960: 1942: 1939: 1938: 1922: 1919: 1918: 1892: 1888: 1882: 1878: 1866: 1862: 1856: 1852: 1840: 1836: 1830: 1826: 1817: 1813: 1807: 1803: 1791: 1787: 1778: 1774: 1768: 1764: 1755: 1751: 1742: 1738: 1732: 1728: 1719: 1715: 1703: 1699: 1697: 1694: 1693: 1666: 1662: 1656: 1652: 1640: 1636: 1630: 1626: 1617: 1613: 1607: 1603: 1594: 1590: 1578: 1571: 1567: 1566: 1565: 1556: 1552: 1543: 1536: 1532: 1531: 1530: 1521: 1517: 1505: 1501: 1499: 1496: 1495: 1469: 1465: 1459: 1455: 1443: 1439: 1433: 1429: 1420: 1416: 1410: 1406: 1397: 1393: 1381: 1374: 1370: 1369: 1368: 1359: 1355: 1346: 1339: 1335: 1334: 1333: 1324: 1320: 1308: 1304: 1302: 1299: 1298: 1274: 1270: 1264: 1260: 1251: 1247: 1241: 1237: 1228: 1224: 1222: 1219: 1218: 1201: 1197: 1191: 1187: 1178: 1174: 1168: 1164: 1155: 1151: 1149: 1146: 1145: 1060: 1057: 1056: 1015: 1012: 1011: 974: 971: 970: 945: 933: 929: 917: 913: 901: 897: 895: 892: 891: 888: 856: 852: 850: 847: 846: 820: 816: 814: 811: 810: 787: 784: 783: 776: 746: 734: 730: 718: 714: 712: 709: 708: 661: 657: 645: 641: 630: 627: 626: 596: 592: 580: 576: 565: 562: 561: 518: 514: 512: 509: 508: 472: 468: 466: 463: 462: 420: 416: 414: 411: 410: 387: 383: 374: 370: 358: 354: 352: 349: 348: 321: 311: 307: 306: 304: 292: 288: 286: 283: 282: 261: 253: 251: 242: 238: 236: 233: 232: 226: 220: 214: 208: 202: 196: 190: 184: 178: 133: 129: 117: 113: 98: 94: 79: 75: 57: 53: 48: 45: 44: 17: 12: 11: 5: 3986: 3976: 3975: 3961: 3960: 3941: 3923: 3903: 3902:External links 3900: 3897: 3896: 3889: 3864: 3857: 3831: 3830: 3828: 3825: 3824: 3823: 3817: 3812: 3807: 3800: 3797: 3790:Cauchy problem 3780: 3779: 3768: 3765: 3751: 3747: 3743: 3738: 3734: 3730: 3725: 3720: 3716: 3707: 3704: 3701: 3697: 3691: 3686: 3683: 3680: 3676: 3670: 3665: 3662: 3659: 3655: 3633: 3630: 3626: 3625: 3614: 3611: 3608: 3600: 3595: 3592: 3588: 3584: 3579: 3576: 3572: 3557: 3556: 3544: 3541: 3538: 3535: 3532: 3529: 3526: 3523: 3518: 3514: 3510: 3507: 3502: 3498: 3494: 3491: 3486: 3483: 3479: 3475: 3472: 3467: 3464: 3460: 3456: 3453: 3450: 3445: 3442: 3438: 3434: 3411: 3391: 3371: 3368: 3365: 3345: 3342: 3339: 3336: 3333: 3313: 3293: 3273: 3270: 3267: 3264: 3261: 3241: 3238: 3235: 3232: 3229: 3209: 3189: 3180:, and recover 3169: 3166: 3163: 3160: 3157: 3154: 3143: 3142: 3129: 3121: 3117: 3113: 3110: 3107: 3102: 3099: 3096: 3090: 3084: 3080: 3075: 3069: 3065: 3040: 3037: 3034: 3031: 3028: 3023: 3019: 3007: 3006: 2995: 2992: 2987: 2980: 2976: 2970: 2967: 2962: 2958: 2952: 2948: 2944: 2941: 2938: 2933: 2926: 2922: 2916: 2893: 2890: 2887: 2884: 2881: 2878: 2858: 2847: 2846: 2835: 2830: 2826: 2820: 2816: 2812: 2809: 2806: 2803: 2798: 2794: 2788: 2784: 2780: 2775: 2771: 2765: 2761: 2757: 2754: 2751: 2748: 2743: 2739: 2733: 2729: 2725: 2722: 2719: 2716: 2713: 2710: 2699: 2698: 2687: 2684: 2681: 2676: 2669: 2665: 2659: 2654: 2647: 2643: 2637: 2634: 2631: 2628: 2623: 2619: 2613: 2609: 2605: 2600: 2596: 2590: 2586: 2582: 2579: 2576: 2573: 2570: 2565: 2558: 2554: 2548: 2543: 2536: 2532: 2526: 2523: 2520: 2517: 2514: 2511: 2488: 2485: 2482: 2462: 2459: 2456: 2436: 2416: 2405: 2404: 2393: 2388: 2381: 2377: 2371: 2368: 2363: 2359: 2353: 2349: 2345: 2342: 2339: 2334: 2327: 2323: 2317: 2314: 2311: 2300: 2299: 2287: 2282: 2278: 2272: 2268: 2264: 2261: 2258: 2255: 2250: 2246: 2240: 2236: 2232: 2227: 2223: 2217: 2213: 2209: 2206: 2203: 2200: 2195: 2191: 2185: 2181: 2177: 2174: 2171: 2168: 2157: 2156: 2145: 2140: 2133: 2129: 2123: 2120: 2115: 2111: 2105: 2101: 2097: 2094: 2091: 2086: 2079: 2075: 2069: 2066: 2063: 2049: 2048: 2036: 2033: 2030: 2020: 2017: 2013: 2009: 2006: 2001: 1998: 1994: 1990: 1987: 1984: 1979: 1976: 1972: 1968: 1946: 1926: 1915: 1914: 1903: 1898: 1895: 1891: 1885: 1881: 1877: 1872: 1869: 1865: 1859: 1855: 1851: 1848: 1843: 1839: 1833: 1829: 1825: 1820: 1816: 1810: 1806: 1802: 1797: 1794: 1790: 1786: 1781: 1777: 1771: 1767: 1761: 1758: 1754: 1750: 1745: 1741: 1735: 1731: 1725: 1722: 1718: 1714: 1709: 1706: 1702: 1690: 1689: 1677: 1672: 1669: 1665: 1659: 1655: 1651: 1646: 1643: 1639: 1633: 1629: 1625: 1620: 1616: 1610: 1606: 1600: 1597: 1593: 1589: 1586: 1581: 1574: 1570: 1562: 1559: 1555: 1551: 1546: 1539: 1535: 1527: 1524: 1520: 1516: 1511: 1508: 1504: 1492: 1491: 1480: 1475: 1472: 1468: 1462: 1458: 1454: 1449: 1446: 1442: 1436: 1432: 1428: 1423: 1419: 1413: 1409: 1403: 1400: 1396: 1392: 1389: 1384: 1377: 1373: 1365: 1362: 1358: 1354: 1349: 1342: 1338: 1330: 1327: 1323: 1319: 1314: 1311: 1307: 1292: 1291: 1277: 1273: 1267: 1263: 1259: 1254: 1250: 1244: 1240: 1236: 1231: 1227: 1204: 1200: 1194: 1190: 1186: 1181: 1177: 1171: 1167: 1163: 1158: 1154: 1130: 1127: 1124: 1121: 1118: 1115: 1112: 1109: 1106: 1103: 1100: 1097: 1094: 1091: 1088: 1085: 1082: 1079: 1076: 1073: 1070: 1067: 1064: 1053: 1052: 1040: 1037: 1034: 1031: 1028: 1025: 1022: 1019: 999: 996: 993: 990: 987: 984: 981: 978: 955: 952: 944: 939: 936: 932: 928: 923: 920: 916: 912: 907: 904: 900: 887: 884: 867: 864: 859: 855: 834: 831: 828: 823: 819: 804:Cauchy problem 791: 775: 772: 768: 767: 756: 753: 745: 740: 737: 733: 729: 724: 721: 717: 693: 690: 687: 684: 681: 678: 675: 672: 667: 664: 660: 656: 651: 648: 644: 640: 637: 634: 610: 607: 602: 599: 595: 591: 586: 583: 579: 575: 572: 569: 538: 535: 532: 529: 526: 521: 517: 492: 489: 486: 483: 480: 475: 471: 459:planar ellipse 455: 454: 443: 440: 437: 434: 431: 428: 423: 419: 393: 390: 386: 382: 377: 373: 369: 364: 361: 357: 333: 330: 327: 324: 319: 314: 310: 303: 298: 295: 291: 267: 264: 259: 256: 250: 245: 241: 175: 174: 162: 159: 156: 153: 150: 147: 144: 141: 136: 132: 128: 125: 120: 116: 112: 109: 104: 101: 97: 93: 90: 85: 82: 78: 74: 71: 68: 63: 60: 56: 52: 15: 9: 6: 4: 3: 2: 3985: 3974: 3971: 3970: 3968: 3956: 3955: 3950: 3947: 3942: 3938: 3934: 3933: 3928: 3924: 3920: 3916: 3915: 3910: 3906: 3905: 3892: 3890:0-471-61298-7 3886: 3882: 3875: 3873: 3871: 3869: 3860: 3854: 3850: 3849: 3841: 3839: 3837: 3832: 3821: 3818: 3816: 3813: 3811: 3808: 3806: 3803: 3802: 3796: 3793: 3791: 3786: 3766: 3763: 3749: 3745: 3736: 3732: 3723: 3718: 3705: 3702: 3699: 3695: 3689: 3684: 3681: 3678: 3674: 3668: 3663: 3660: 3657: 3653: 3645: 3644: 3643: 3640: 3629: 3612: 3609: 3606: 3598: 3593: 3590: 3586: 3582: 3577: 3574: 3570: 3562: 3561: 3560: 3542: 3539: 3536: 3533: 3530: 3527: 3524: 3521: 3516: 3512: 3508: 3505: 3500: 3496: 3492: 3489: 3484: 3481: 3477: 3473: 3470: 3465: 3462: 3458: 3454: 3451: 3448: 3443: 3440: 3436: 3432: 3425: 3424: 3423: 3409: 3389: 3369: 3366: 3363: 3343: 3340: 3337: 3334: 3331: 3324:will satisfy 3311: 3291: 3271: 3268: 3265: 3262: 3259: 3239: 3236: 3233: 3230: 3227: 3207: 3187: 3164: 3161: 3158: 3152: 3127: 3119: 3115: 3111: 3108: 3105: 3100: 3097: 3094: 3088: 3082: 3078: 3073: 3067: 3063: 3054: 3053: 3052: 3038: 3035: 3032: 3029: 3026: 3021: 3017: 2993: 2990: 2985: 2978: 2974: 2968: 2965: 2960: 2956: 2950: 2946: 2942: 2939: 2936: 2931: 2924: 2920: 2914: 2907: 2906: 2905: 2891: 2888: 2885: 2882: 2879: 2876: 2856: 2833: 2828: 2824: 2818: 2814: 2810: 2807: 2804: 2796: 2792: 2786: 2782: 2778: 2773: 2769: 2763: 2759: 2752: 2749: 2746: 2741: 2737: 2731: 2727: 2723: 2720: 2717: 2714: 2711: 2708: 2701: 2700: 2685: 2682: 2674: 2667: 2663: 2657: 2652: 2645: 2641: 2632: 2629: 2621: 2617: 2611: 2607: 2603: 2598: 2594: 2588: 2584: 2577: 2574: 2571: 2563: 2556: 2552: 2546: 2541: 2534: 2530: 2521: 2518: 2515: 2512: 2509: 2502: 2501: 2500: 2486: 2483: 2480: 2460: 2457: 2454: 2434: 2414: 2391: 2386: 2379: 2375: 2369: 2366: 2361: 2357: 2351: 2347: 2343: 2340: 2337: 2332: 2325: 2321: 2315: 2312: 2309: 2302: 2301: 2285: 2280: 2276: 2270: 2266: 2262: 2259: 2256: 2248: 2244: 2238: 2234: 2230: 2225: 2221: 2215: 2211: 2204: 2201: 2198: 2193: 2189: 2183: 2179: 2175: 2172: 2169: 2166: 2159: 2158: 2143: 2138: 2131: 2127: 2121: 2118: 2113: 2109: 2103: 2099: 2095: 2092: 2089: 2084: 2077: 2073: 2067: 2064: 2061: 2054: 2053: 2052: 2034: 2031: 2028: 2018: 2015: 2011: 2007: 2004: 1999: 1996: 1992: 1988: 1985: 1982: 1977: 1974: 1970: 1966: 1959: 1958: 1957: 1944: 1924: 1901: 1896: 1893: 1889: 1883: 1879: 1875: 1870: 1867: 1863: 1857: 1853: 1849: 1841: 1837: 1831: 1827: 1823: 1818: 1814: 1808: 1804: 1795: 1792: 1788: 1784: 1779: 1775: 1769: 1765: 1759: 1756: 1752: 1748: 1743: 1739: 1733: 1729: 1723: 1720: 1716: 1712: 1707: 1704: 1700: 1692: 1691: 1675: 1670: 1667: 1663: 1657: 1653: 1649: 1644: 1641: 1637: 1631: 1627: 1623: 1618: 1614: 1608: 1604: 1598: 1595: 1591: 1587: 1584: 1579: 1572: 1568: 1560: 1557: 1553: 1549: 1544: 1537: 1533: 1525: 1522: 1518: 1514: 1509: 1506: 1502: 1494: 1493: 1478: 1473: 1470: 1466: 1460: 1456: 1452: 1447: 1444: 1440: 1434: 1430: 1426: 1421: 1417: 1411: 1407: 1401: 1398: 1394: 1390: 1387: 1382: 1375: 1371: 1363: 1360: 1356: 1352: 1347: 1340: 1336: 1328: 1325: 1321: 1317: 1312: 1309: 1305: 1297: 1296: 1295: 1275: 1271: 1265: 1261: 1257: 1252: 1248: 1242: 1238: 1234: 1229: 1225: 1202: 1198: 1192: 1188: 1184: 1179: 1175: 1169: 1165: 1161: 1156: 1152: 1144: 1143: 1142: 1122: 1119: 1116: 1110: 1107: 1101: 1098: 1095: 1089: 1083: 1080: 1074: 1071: 1068: 1062: 1035: 1032: 1029: 1023: 1020: 1017: 994: 991: 988: 982: 979: 976: 969: 968: 967: 953: 950: 942: 937: 934: 930: 926: 921: 918: 914: 910: 905: 902: 898: 883: 879: 865: 862: 857: 853: 832: 826: 821: 817: 809: 808:heat equation 805: 789: 781: 771: 754: 751: 743: 738: 735: 731: 727: 722: 719: 715: 707: 706: 705: 691: 685: 682: 679: 673: 670: 665: 662: 658: 654: 649: 646: 642: 638: 635: 624: 608: 605: 600: 597: 593: 589: 584: 581: 577: 573: 570: 559: 554: 552: 536: 533: 530: 527: 524: 519: 515: 506: 490: 487: 484: 481: 478: 473: 469: 460: 441: 438: 435: 432: 429: 426: 421: 417: 409: 408: 407: 391: 388: 384: 380: 375: 371: 367: 362: 359: 355: 331: 325: 317: 312: 301: 296: 293: 289: 265: 257: 248: 243: 239: 229: 223: 217: 211: 205: 199: 193: 187: 181: 160: 157: 154: 151: 148: 145: 142: 139: 134: 130: 126: 123: 118: 114: 110: 107: 102: 99: 95: 91: 88: 83: 80: 76: 72: 69: 66: 61: 58: 54: 50: 43: 42: 41: 39: 35: 31: 27: 24: 21:Second-order 19: 3952: 3930: 3912: 3880: 3847: 3794: 3784: 3781: 3638: 3635: 3628:as desired. 3627: 3558: 3144: 3008: 2848: 2406: 2050: 1916: 1293: 1054: 889: 880: 777: 769: 555: 456: 227: 221: 215: 209: 203: 197: 191: 185: 179: 176: 29: 20: 18: 845:by setting 503:are termed 3827:References 2447:such that 621:, and the 551:hyperbolic 231:and where 34:hyperbolic 3954:MathWorld 3937:EMS Press 3919:EMS Press 3742:∂ 3729:∂ 3715:∂ 3675:∑ 3654:∑ 3594:η 3591:η 3578:ξ 3575:ξ 3410:ξ 3390:η 3335:− 3312:ξ 3292:η 3272:ϕ 3269:⁡ 3260:η 3240:ϕ 3237:⁡ 3228:ξ 3208:η 3188:ξ 3153:ϕ 3112:− 3098:± 3079:ϕ 3064:ϕ 3027:− 2975:ϕ 2957:ϕ 2947:ϕ 2921:ϕ 2892:η 2883:ξ 2877:ϕ 2825:η 2815:ξ 2793:η 2783:ξ 2770:η 2760:ξ 2738:η 2728:ξ 2664:η 2658:− 2642:ξ 2618:η 2608:η 2604:− 2595:ξ 2585:ξ 2553:η 2547:− 2531:ξ 2513:− 2435:η 2415:ξ 2376:η 2358:η 2348:η 2322:η 2277:η 2267:ξ 2245:η 2235:ξ 2222:η 2212:ξ 2190:η 2180:ξ 2128:ξ 2110:ξ 2100:ξ 2074:ξ 2019:η 2016:η 2000:η 1997:ξ 1978:ξ 1975:ξ 1945:η 1925:ξ 1890:η 1884:η 1864:ξ 1858:ξ 1838:η 1828:ξ 1815:η 1805:ξ 1796:η 1793:ξ 1776:η 1766:η 1760:η 1757:η 1740:ξ 1730:ξ 1724:ξ 1721:ξ 1664:η 1658:η 1638:ξ 1632:ξ 1615:η 1605:ξ 1599:η 1596:ξ 1569:η 1561:η 1558:η 1534:ξ 1526:ξ 1523:ξ 1467:η 1461:η 1441:ξ 1435:ξ 1418:η 1408:ξ 1402:η 1399:ξ 1372:η 1364:η 1361:η 1337:ξ 1329:ξ 1326:ξ 1272:η 1266:η 1249:ξ 1243:ξ 1199:η 1193:η 1176:ξ 1170:ξ 1111:η 1090:ξ 1075:η 1069:ξ 1024:η 1018:η 983:ξ 977:ξ 830:Δ 633:Δ 568:Δ 525:− 505:parabolic 479:− 427:− 329:∂ 323:∂ 309:∂ 263:∂ 255:∂ 38:parabolic 3967:Category 3799:See also 3284:. Since 30:elliptic 3939:, 2001 3921:, 2001 2849:Adding 3887:  3855:  2051:where 213:, and 177:where 23:linear 36:, or 3885:ISBN 3853:ISBN 3402:and 3356:and 3304:and 3252:and 3200:and 3036:< 2473:and 2427:and 1937:and 1217:and 1010:and 549:are 534:> 436:< 225:and 2298:and 1688:and 1055:If 3969:: 3951:. 3935:, 3929:, 3917:, 3911:, 3867:^ 3835:^ 3792:. 3767:0. 3266:Im 3234:Re 2994:0. 966:. 625:, 560:, 553:. 281:, 207:, 201:, 195:, 189:, 183:, 32:, 3957:. 3893:. 3861:. 3785:u 3764:= 3750:j 3746:x 3737:i 3733:x 3724:u 3719:2 3706:j 3703:, 3700:i 3696:a 3690:n 3685:1 3682:= 3679:j 3669:n 3664:1 3661:= 3658:i 3639:n 3613:, 3610:0 3607:= 3599:+ 3587:u 3583:+ 3571:u 3543:, 3540:0 3537:= 3534:G 3531:+ 3528:u 3525:F 3522:+ 3517:y 3513:u 3509:E 3506:+ 3501:x 3497:u 3493:D 3490:+ 3485:y 3482:y 3478:u 3474:C 3471:+ 3466:y 3463:x 3459:u 3455:B 3452:2 3449:+ 3444:x 3441:x 3437:u 3433:A 3370:0 3367:= 3364:b 3344:0 3341:= 3338:c 3332:a 3263:= 3231:= 3168:) 3165:y 3162:, 3159:x 3156:( 3128:A 3120:2 3116:B 3109:C 3106:A 3101:i 3095:B 3089:= 3083:y 3074:, 3068:x 3039:0 3033:C 3030:A 3022:2 3018:B 2991:= 2986:2 2979:y 2969:C 2966:+ 2961:y 2951:x 2943:B 2940:2 2937:+ 2932:2 2925:x 2915:A 2889:i 2886:+ 2880:= 2857:i 2834:, 2829:y 2819:y 2811:C 2808:2 2805:+ 2802:) 2797:x 2787:y 2779:+ 2774:y 2764:x 2756:( 2753:B 2750:2 2747:+ 2742:x 2732:x 2724:A 2721:2 2718:= 2715:0 2712:= 2709:b 2686:0 2683:= 2680:) 2675:2 2668:y 2653:2 2646:y 2636:( 2633:C 2630:+ 2627:) 2622:y 2612:x 2599:y 2589:x 2581:( 2578:B 2575:2 2572:+ 2569:) 2564:2 2557:x 2542:2 2535:x 2525:( 2522:A 2519:= 2516:c 2510:a 2487:0 2484:= 2481:b 2461:c 2458:= 2455:a 2392:. 2387:2 2380:y 2370:C 2367:+ 2362:y 2352:x 2344:B 2341:2 2338:+ 2333:2 2326:x 2316:A 2313:= 2310:c 2286:, 2281:y 2271:y 2263:C 2260:2 2257:+ 2254:) 2249:x 2239:y 2231:+ 2226:y 2216:x 2208:( 2205:B 2202:2 2199:+ 2194:x 2184:x 2176:A 2173:2 2170:= 2167:b 2144:, 2139:2 2132:y 2122:C 2119:+ 2114:y 2104:x 2096:B 2093:2 2090:+ 2085:2 2078:x 2068:A 2065:= 2062:a 2035:, 2032:0 2029:= 2012:u 2008:c 2005:+ 1993:u 1989:b 1986:2 1983:+ 1971:u 1967:a 1902:. 1897:y 1894:x 1880:u 1876:+ 1871:y 1868:x 1854:u 1850:+ 1847:) 1842:x 1832:y 1824:+ 1819:y 1809:x 1801:( 1789:u 1785:+ 1780:y 1770:x 1753:u 1749:+ 1744:y 1734:x 1717:u 1713:= 1708:y 1705:x 1701:u 1676:, 1671:y 1668:y 1654:u 1650:+ 1645:y 1642:y 1628:u 1624:+ 1619:y 1609:y 1592:u 1588:2 1585:+ 1580:y 1573:2 1554:u 1550:+ 1545:y 1538:2 1519:u 1515:= 1510:y 1507:y 1503:u 1479:, 1474:x 1471:x 1457:u 1453:+ 1448:x 1445:x 1431:u 1427:+ 1422:x 1412:x 1395:u 1391:2 1388:+ 1383:x 1376:2 1357:u 1353:+ 1348:x 1341:2 1322:u 1318:= 1313:x 1310:x 1306:u 1290:, 1276:y 1262:u 1258:+ 1253:y 1239:u 1235:= 1230:y 1226:u 1203:x 1189:u 1185:+ 1180:x 1166:u 1162:= 1157:x 1153:u 1129:] 1126:) 1123:y 1120:, 1117:x 1114:( 1108:, 1105:) 1102:y 1099:, 1096:x 1093:( 1087:[ 1084:u 1081:= 1078:) 1072:, 1066:( 1063:u 1051:. 1039:) 1036:y 1033:, 1030:x 1027:( 1021:= 998:) 995:y 992:, 989:x 986:( 980:= 954:0 951:= 943:+ 938:y 935:y 931:u 927:+ 922:y 919:x 915:u 911:+ 906:x 903:x 899:u 866:0 863:= 858:t 854:u 833:u 827:= 822:t 818:u 790:u 755:0 752:= 744:+ 739:y 736:y 732:u 728:+ 723:x 720:x 716:u 692:. 689:) 686:y 683:, 680:x 677:( 674:f 671:= 666:y 663:y 659:u 655:+ 650:x 647:x 643:u 639:= 636:u 609:0 606:= 601:y 598:y 594:u 590:+ 585:x 582:x 578:u 574:= 571:u 537:0 531:C 528:A 520:2 516:B 491:0 488:= 485:C 482:A 474:2 470:B 442:, 439:0 433:C 430:A 422:2 418:B 392:y 389:y 385:u 381:, 376:y 372:u 368:, 363:x 360:x 356:u 332:y 326:x 318:u 313:2 302:= 297:y 294:x 290:u 266:x 258:u 249:= 244:x 240:u 228:y 222:x 216:G 210:F 204:E 198:D 192:C 186:B 180:A 161:, 158:0 155:= 152:G 149:+ 146:u 143:F 140:+ 135:y 131:u 127:E 124:+ 119:x 115:u 111:D 108:+ 103:y 100:y 96:u 92:C 89:+ 84:y 81:x 77:u 73:B 70:2 67:+ 62:x 59:x 55:u 51:A

Index

linear
partial differential equations
hyperbolic
parabolic
planar ellipse
parabolic
hyperbolic
Laplace equation
Poisson equation
characteristic curves
Cauchy problem
heat equation
Cauchy problem
Elliptic operator
Hyperbolic partial differential equation
Parabolic partial differential equation
PDEs of second order



An Introduction to Partial Differential Equations
ISBN
978-0-521-84886-2




ISBN
0-471-61298-7
"Elliptic partial differential equation"

Text is available under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License. Additional terms may apply.