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达朗贝尔——弦振动波动方程

1747 | 达朗贝尔分析突破

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弦振动:波动方程

知识/定理

达朗贝尔 1747 给出弦振动的一维波动方程——偏微分方程(PDE)的开端。

公式

$\frac{\partial^2 u}{\partial t^2}=c^2\frac{\partial^2 u}{\partial x^2}$。

证明思路

对微元弦用牛顿第二定律,取极限得二阶偏导方程;解为行波 $u=f(x+ct)+g(x-ct)$。

应用/例子

声波、琴弦、振动膜;整个数学物理方程分支的起点。

意义/影响

数学与物理结合的新形式——PDE 成为描述自然的标准语言。

所属:七 18世纪 | 难题证明状态 ↔ 数学难题编年