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该函数通常被认为是一个待解的 "未知数",类似于x被认为是代数方程(如x2-3x+2=0)中待解的未知数。因此,在现代数学和科学研究中,有大量使用计算机对某些偏微分方程的解进行数值近似的方法。偏微分方程也占据了纯数学研究的很大一部分,广义上讲,通常的问题是确定各种偏微分方程解的一般定性特征,如存在性、唯一性、规律性和稳定性。在许多开放的问题中,纳维-斯托克斯方程解的存在性和平稳性被评为2000年的千年奖问题之一。
偏微分方程在以数学为导向的科学领域,如物理学和工程学中无处不在。例如,它们是现代科学对声音、热量、扩散、静电、电动力学、热力学、流体动力学、弹性、广义相对论和量子力学(薛定谔方程、保利方程等)的基础性认识。它们也产生于许多纯粹的数学考虑,如微分几何和变分计算;在其他值得注意的应用中,它们是几何拓扑学中证明庞加莱猜想的基本工具。
部分由于这种来源的多样性,存在着广泛的不同类型的偏微分方程,并且已经开发了处理许多出现的个别方程的方法。因此,人们通常认为,偏微分方程没有 "一般理论",专业知识在某种程度上被划分为几个基本不同的子领域。
常微分方程构成了偏微分方程的一个子类,对应于单变量函数。截至2020年,随机偏微分方程和非局部方程是 "PDE "概念的特别广泛研究的延伸。更为经典的课题包括椭圆和抛物线偏微分方程、流体力学、玻尔兹曼方程和色散偏微分方程,目前仍有很多积极的研究。
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