边值问题

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边值问题,在微分方程中,边值问题是一个微分方程和一组称之为边界条件的约束条件。边值问题的解通常是符合约束条件的微分方程的解。

物理学中经常遇到边值问题,例如波动方程等。在实际应用中,边值问题应当是适定的(即,存在解,解唯一且解基于连续的初始值)。

根据条件的形式,边值条件分以下三类:

  • 第一类边值条件:直接描述物理系统边界上的物理量,例如振动的弦两端与平衡位置的距离;
  • 第二类边值条件:描述物理系统边界上物理量的导数的情况,例如导热细杆端点的热流;
  • 第三类边值条件:物理系统边界上物理量与相关导数的线性组合,例如,细杆端点的自由冷却,温度、热流均不确定,但是二者的关系确定,即可列出二者线性组合而成的边值条件。
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