3.  椭圆型方程的格林方法

    在区域D考虑椭圆型方程

式中aij,bi,c,fx1,,xn的连续可微函数,aij=aji,二次型是正定的.

    [格林函数及其性质]  Lu=0的共轭方程L*u=0的基本解G(x,)D的边界S上满足

G(x,)=0,  xS

则称G(x,)为方程Lu=0的格林函数,式中x=(x1,,xn)ξ为参变点,=(1,,n),即G(x,)=G(x1,,xn;

1,,n).

    格林函数具有对称性质:设G(x,),V(x,)分别为方程Lu=0及其共轭方程的格林函数,则成立对称关系

G(x,)=V(x,)

特别如果Lu为自共轭微分算子,则有

G(x,)=G(,x)

    [利用格林函数解边值问题]

    1°  一般公式  在区域D上应用格林公式(本节,四),并取v=G(x,),则方程Lu=f的狄利克莱问题u|s=的解为

式中

      NS的外法线方向)

    2°  对于球体(球心为O,半径为a),u=0的基本解为rP(x,y,z)与参变点的距离,作M关于球面的反演点M1,记r1M1P的距离,则格林函数为

.狄利克莱问题u|s=的解为

式中S为球面.引用球坐标时,解为泊松积分(本节,三,3).

    3°  在圆上(半径为a),u=0的格林函数为

式中rP(x,y)参变点的距离,r1PM点关于圆的反演点M1的距离,圆上狄利克莱问题的解为泊松积分.