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積分方程式(せきぶんほうていしき、Integral equation)は、数学において、未知の関数が積分の中に現れるような方程式である。積分方程式と微分方程式には密接な関係があり、そのどちらでも問題を定式化することができる場合もある。 積分方程式は次の3種類の分類方法がある。この分類によれば、8種類の積分方程式が存在する。 # 積分の上限および下限が固定の場合、フレドホルム積分方程式と呼ばれる。また、積分の上限・下限の片方が変数の場合、ヴォルテラ積分方程式と呼ばれる。 # 未知の関数が積分の中にのみ現れる場合、第一種積分方程式と呼ばれ、未知の関数が積分の中にも外にも現れる場合、第二種積分方程式と呼ばれる。 # 既知の関数 ''f'' (下記参照)が恒等的に 0 の場合、同次積分方程式と呼ばれ、''f'' が 0 でない場合、非同次積分方程式と呼ばれる。 4種類の積分方程式(同次・非同次方程式をまとめた)の例として以下のように書ける。 ただし φ は未知の関数、''f'' は既知の関数、''K'' は既知の2変数関数で積分核と呼ばれる。λ は未知の係数で、線型代数学における固有値と同じ役割をする。 ;第一種フレドホルム積分方程式: : ;第二種フレドホルム積分方程式: : ;第一種ヴォルテラ積分方程式: : ;第二種ヴォルテラ積分方程式: : 積分方程式は多くの応用において重要である。積分方程式に出会う問題としては、弦や膜、棒における放射エネルギー変換や振動などが挙げられる。振動問題は微分方程式によって解かれることもある。 ==固有値問題の一般化としての積分方程式== ある種の斉次線型積分方程式は、固有値問題の連続極限とみなすことができる。固有値問題は、 を行列、 を固有ベクトル、 を対応する固有値として、 : と書くことができる。 添字 、 を連続変数 、 で置き換えて連続極限を取ると、 に関する総和は に関する積分、行列 とベクトル はそれぞれ積分核 と固有関数 に置き換えられて、線型斉次第二種フレドホルム積分方程式 : が得られる。 一般に、 は超関数であってもよい。超関数 が でのみ台 (support) を持つ場合は、微分方程式の固有値問題に帰着される。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)』 ■ウィキペディアで「積分方程式」の詳細全文を読む スポンサード リンク
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