更新时间:2023-01-02 21:44
经典的数学物理方程定解问题中,人们只研究适定问题。适定问题是指定解满足下面三个要求的问题:① 解是存在的;② 解是唯一的;③ 解连续依赖于定解条件,即解是稳定的。这三个要求中,只要有一个不满足,则称之为不适定问题。
20 世纪50 年代,前苏联数学家吉洪诺夫(A.H.Tychonoff) 提出的正则化方法是较为重要的一种。
不适定问题的最典型的例子是拉普拉斯方程的柯西问题。其他的一些不适定问题有:第一种弗雷德霍姆积分方程、反向热导方程的边值问题、波动方程的狄利克雷问题和不少微分方程的反问题,等等。
其中,a,b 是常数,K(x,s)、f(x) 都是已知函数,φ(s) 是未知的。一般说来该方程是无解的;即使有解,解也不一定唯一;而且即使存在唯一解,解也是不稳定的。对于一个给定的定解问题,如果条件 ③不满足,那么就称为阿达马(J.Hadamard)意义下的不适定问题,如阿达马例。其他一些不适定问题有逆向热传导问题以及其他反问题等。
在一段时间里,人们认为不适定问题不反映任何物理现象,而无研究价值。
随着生产和科学技术的发展、应用的迫切需要,各种各样的不适定问题出现在许多领域中,如地球物理、连续介质力学、自动控制、大气物理、全息照相、天体力学、热力学、 电磁学、 热扩散理论、电子聚焦问题等,这些问题一般没有精确解,为了求得具有一定精度的稳定近似解,已经提出许多有效的解法。
拉普拉斯方程的柯西问题、波动方程对非空向 (nonspace-like)初始流形的初值问题,在地球物理勘探的资料解释和数据处理中,皆具有重要的应用。
由于这些问题的数据常常是通过测量给出的近似值,问题通常没有精确解。因此,人们就去寻找满足方程但只是近似地适合定解条件的所谓近似解,或近似地满足方程的近似解。当然,这些近似解一般是没有惟一性的,但是若对近似解所在的函数类加以适当的限制,例如紧性的限制,便可以保证近似解对数据的连续依赖性。
在求问题数值解时,须明确在什么度量下对近似解加以紧性限制,使问题变为适定,且切合实际的需要。