Кіріспе
Сызықтық бөлшектік дифференциалдық теңдеулерді шешудегі ұғым. Математикада, сызықтық бөлшектік дифференциалдық оператор L үшін негізгі шешім – бұл тарату теориясының тілінде баяндалған, Грин функциясының бұрынғы идеясы (бірақ Грин функцияларынан өзгеше, негізгі шешімдер шекаралық шарттарды қарастырмайды). Дирак дельта "функциясы" δ(x) тұрғысынан, негізгі шешім F – біртекті емес теңдеудің шешімі. Мұнда F тек тарату деп априорлы түрде ғана қарастырылады. Бұл ұғым Лапласиан үшін екі және үш өлшемде ұзақ жылдар бойы қолданылып келді. Марсель Риесс Лапласиан үшін барлық өлшемдер бойынша зерттеме жүргізді. Тұрақты коэффициенттері бар кез келген оператор үшін негізгі шешімнің болуы – кез келген оң жақ бөлігін шешу үшін конволюцияны қолдану мүмкіндігімен тікелей байланысты ең маңызды жағдай, оны Бернард Малгранж және Леон Эренпрейс көрсетті. Функционалдық талдау контекстінде негізгі шешімдер әдетте Фредгольм альтернативасы арқылы дамытылады және Фредгольм теориясында зерттеледі.
In mathematics, a fundamental solution for a linear partial differential operator L is a formulation in the language of distribution theory of the older idea of a Green's function (although unlike Green's functions, fundamental solutions do not address boundary conditions). In terms of the Dirac delta "function" δ(x), a fundamental solution F is a solution of the inhomogeneous equation
Here F is a priori only assumed to be a distribution. This concept has long been utilized for the Laplacian in two and three dimensions. It was investigated for all dimensions for the Laplacian by Marcel Riesz. The existence of a fundamental solution for any operator with constant coefficients — the most important case, directly linked to the possibility of using convolution to solve an arbitrary right hand side — was shown by Bernard Malgrange and Leon Ehrenpreis. In the context of functional analysis, fundamental solutions are usually developed via the Fredholm alternative and explored in Fredholm theory.
Мотивация
Негізгі шешім табылғаннан кейін, бастапқы теңдеудің шешімін табу үшін негізгі шешімді және қажетті оң жақ бөлігін конволюциялау жеткілікті. Фундаменталды шешімдер шекті элементтер әдісі арқылы дербес дифференциалдық теңдеулерді сандық түрде шешуде де маңызды рөл атқарады.
Нақтырақ жұмыс істейтін мысал
мұндағы I – бірлік аралығының сипаттамалық (индикаторлық) функциясы. Бұл жағдайда I функциясының конволюциясы шешім екенін, яғни оның екінші туындысы I-ге тең екенін тексеруге болады.
which is a solution, i. e., has second derivative equal to I.
Сигналдарды өңдеу
Сигналдарды өңдеуде дифференциалдық теңдеудің негізгі шешімінің аналогы сүзгінің импульстік жауабы деп аталады.