13.11
想象一块石头被扔进平静的池塘;波纹以圆形图案向外扩散。
为了描述这种运动,必须研究水位高程如何依赖于两个变量:时间和空间。
在池塘的任意一点,随着时间的推移,水位会上升和下降。这种运动涉及该点处波的加速度,由对时间的二阶导数给出。
如果系统仅随一个变量(例如时间)变化,则使用普通导数即可。
但它也随距离而变化。在任一固定时刻,水面形成平滑的曲线波;该点处的空间曲率由对空间的二阶导数给出。
其目的是同时观察时间和空间。偏微分方程通过使用偏导数,将时间与空间中的变化关联起来,描述当多个变量共同作用时系统如何演化。
偏微分方程将多个变量(如时间与空间)关联起来,使我们能够描述当这些变量相互作用时系统如何变化和表现。
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