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两类调和方程的狄利克雷问题的解法和调和函数极值原理的研究

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引言

第一章预备知识和主要方法

第二章用柱面坐标(r,θ,z)给出拉普拉斯算子的表达式

2.1用柱面坐标(r,θ,z)表示拉普拉斯算子

2.1.1直接求导给出(2)式的表达式

2.1.2下面用变分法求出柱面坐标下的拉普拉斯算子表达式

第三章两类调和方程的狄利克雷问题的求解方法

3.1推导二维调和方程基本解

3.2二维调和方程的狄利克雷问题的解法

3.2.1利用圆的泊松公式求解

3.2.2用分离变量法求解

3.3三维调和方程的狄利克雷问题的解法

3.3.1直接用球的泊松公式求解

3.3.2下面用分离变量法和LEGENDRE多项式求解

第四章用HOPF引理证明极值原理

4.1 HOPF引理

4.2用HOPF引理证明极值原理

参考文献

在校期间发表的论文、科研成果等

致谢

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摘要

本文首先利用变分原理证明了在柱面坐标下拉普拉斯算子的表达式;然后给出了两类调和方程的Dirichlet问题的两种解题方法:另外还利用Hopf引理证明极值原理。 论文的主要结构如下: 第一章介绍了调和方程的有关知识。 第二章用变分原理求出了柱面坐标下拉普拉斯算子的表达式。 第三章对以下两类问题(问题1和问题2)都给出了两种求解方法,并对以上两种解法进行了比较。 在第四章中,证明了调和函数的一个重要性质即极值原理。

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