MSC
34
领域
分析

概述

常微分方程(MSC 34)研究含单个自变量导数(及未知函数)的方程,以及其解的存在、唯一与定性行为。主要问题包括:初值问题的存在唯一性(Cauchy–Lipschitz / Picard–Lindelöf 定理)、线性系统与矩阵指数、Sturm–Liouville 边值理论,以及定性理论(奇点、极限环、稳定性、分支)。

它与 Newton 的微积分(运动方程)几乎同时诞生;L. Euler 与 J. Lagrange 发展线性方程理论。19 世纪末 H. Poincaré 开创微分方程的定性(几何)方法,A. Lyapunov 建立稳定性理论,B. van der Pol 与 A. Andronov 揭示非线性振子与混沌雏形(极限环)。

常微分方程是动力系统与物理建模的基础,也是特殊函数的主要来源。

主要研究问题

  • 解的存在唯一性(Cauchy–Lipschitz/Picard)何时成立
  • 定性理论:奇点、极限环与稳定性如何刻画
  • 线性系统、Sturm–Liouville 与边值问题结构怎样