Mathematica符号求解二维拉普拉斯方程

 时间:2026-02-14 06:32:58

1、首先,我们可以使用偏导符号自己输入二维直角坐标拉普拉斯方程如图。

偏导符号使用[esc] pd [esc]输入。

Mathematica符号求解二维拉普拉斯方程

2、使用DSolve可以求出该方程的解。其中第二个参数是待求变元,写成u[x,y]或者直接一个u都可。

如图,解出是y+ix和y-ix的两个任意函数的和。

Mathematica符号求解二维拉普拉斯方程

3、通过带入具体的C[1]和C[2],我们可以看到各种满足拉普拉斯方程的解。

Mathematica符号求解二维拉普拉斯方程

4、Log[Sqrt[x^2+y^2]]是一个常见的满足拉普拉斯方程的解,我们带入拉普拉斯方程化简,方程成立。

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5、拉普拉斯方程也可以用拉普拉斯算子表示。

写成Laplacian[函数,变量]

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6、拉普拉斯算子使用[esc] del [esc]输入。接着如图方法输入上下标,上标是2,下标是变量列表。

Mathematica符号求解二维拉普拉斯方程

7、使用Laplacian的第三个参数,设置为"Polar"可以给出极坐标的拉普拉斯算子。

按照传统形式书写如图。

Mathematica符号求解二维拉普拉斯方程

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8、极坐标使用DSolve得不到解析解。极坐标下,拉普拉斯方程不像直角坐标有简单的形式解。各个解的极坐标表示差异很大。

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