調和方程英文解釋翻譯、調和方程的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 harmonic equation; Laplace equation
分詞翻譯:
調的英語翻譯:
melody; mix; move; suit well; transfer
【計】 debugging mode
和的英語翻譯:
and; draw; gentle; kind; mild; harmonious; mix with; sum; summation
together with
【計】 ampersand
【醫】 c.; cum
方程的英語翻譯:
equation
專業解析
在數學和物理學中,“調和方程”(Harmonic Equation)通常指拉普拉斯方程(Laplace's Equation),它是描述一類特殊函數(調和函數)的偏微分方程。以下是詳細解釋:
1. 術語定義
2. 數學表達式
調和方程的标準形式為拉普拉斯算子作用于函數值為零:
$$
abla u = 0
$$
其中:
- $u$ 是定義在空間(如 $mathbb{R}^n$)上的标量函數,
- $
abla$ 是拉普拉斯算子(二階偏微分算子),
- 在二維直角坐标系中:$
abla u = frac{partial u}{partial x} + frac{partial u}{partial y}$
- 在三維直角坐标系中:$
abla u = frac{partial u}{partial x} + frac{partial u}{partial y} + frac{partial u}{partial z}$
3. 調和函數的性質
滿足調和方程的函數稱為調和函數(Harmonic Function),其核心特性包括:
- 平均值性質: 函數在任意球面上的平均值等于球心處的值。
- 光滑性: 解函數無限可微($C^infty$)。
- 極值原理: 非常值調和函數不能在區域内部取得最大值或最小值(極值必在邊界)。
4. 物理意義與應用領域
調和方程是經典場論的基礎模型,常見于:
- 電磁學: 靜電勢在無電荷區域滿足 $
abla phi = 0$(來源:University Physics textbooks)。
- 流體力學: 不可壓縮無旋流的速度勢函數是調和函數(來源:Fluid Dynamics by Batchelor)。
- 熱傳導: 穩态溫度分布滿足調和方程(來源:Heat and Mass Transfer by Incropera)。
- 引力場: 真空中引力勢滿足拉普拉斯方程(來源:Classical Mechanics by Goldstein)。
5. 擴展:泊松方程(Poisson's Equation)
調和方程可推廣為泊松方程:
$$
abla u = f
$$
其中 $f$ 是已知函數(如電荷密度)。當 $f=0$ 時,泊松方程退化為調和方程(來源:Partial Differential Equations by Evans)。
參考資料:
- 《數學名詞》(科學出版社)對“調和函數”的定義。
- Arfken, G.B., & Weber, H.J. Mathematical Methods for Physicists(拉普拉斯算子推導)。
- 斯坦福大學數學課程講義(Harmonic Functions and Laplace's Equation)。
網絡擴展解釋
調和方程是數學物理方程中的一類重要偏微分方程,其核心定義和特點如下:
-
基本定義
調和方程又稱拉普拉斯方程(Laplace's equation),其标準形式為:
$$
Delta u = 0
$$
其中$Delta$是拉普拉斯算子,在三維直角坐标系中可表示為:
$$
Delta u = frac{partial u}{partial x} + frac{partial u}{partial y} + frac{partial u}{partial z}
$$
若方程右側為非零函數$f(x,y,z)$,則稱為泊松方程(Poisson's equation):$Delta u = f$()。
-
物理意義
調和方程描述無源穩定場,例如:
- 無熱源時的穩态溫度分布();
- 靜電場中電勢的分布();
- 不可壓縮流體的無旋流動。
-
調和函數特性
滿足調和方程的解稱為調和函數,具有:
- 平均值性質:函數在球心的值等于球面上值的平均;
- 極值原理:非恒定調和函數在區域内部無法取得極值()。
-
應用領域
調和方程廣泛應用于電磁學、流體力學、天文學及工程學中,用于分析穩态或平衡狀态的物理現象()。
-
詞源背景
“調和”一詞源于拉丁語“harmonia”,指方程解具有對稱、平衡的特性,與漢語中“協調矛盾”的引申義部分關聯()。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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