課程資訊
課程名稱
偏微分方程導論
Introduction to Partial Differential Equations 
開課學期
102-2 
授課對象
理學院  數學系  
授課教師
陳俊全 
課號
MATH2206 
課程識別碼
201 25000 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
必修 
上課時間
星期二7,8(14:20~16:20)星期五1,2(8:10~10:00) 
上課地點
新102新102 
備註
教學改善計畫課程,有教學助理實施小班輔導。
總人數上限:120人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1022Intro_PDE 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

1. PDE problems from physics and mathematics
2. First order equations
3. Wave equation, causality and energy
4. Diffusion equation, maximum principle, heat kernel
5. Fourier series
6. Boundary problems
7. Harmonic functions, Poisson's foumula, Green's function
8. Eigenvalue problems 

課程目標
Course Goal:
This course provides an introduction to the basic theory of partial differential equations. 
課程要求
Course prerequisite:
Calculus, advanced calculus, linear algebra 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
待補 
參考書目
Walter A. Strauss
Partial Differential Equations-An Introduction, Second Edition 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
homework 
25% 
 
2. 
midterm exam 
35% 
 
3. 
final exam 
40% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/18,2/21  Introduction: examples of important PDE; transport equation. 
第2週
2/25,2/28  Method of characteristic curves: 1st order linear and quasi-linear equations.
Vibrating string and the wave equation. 
第3週
3/04,3/07  Wave equation: general solution; bi-characteristics; initial value problem on the whole line;
Causality: domain of dependence; domain of influence 
第4週
3/11,3/14  Kinetic engergy and potential energy of the wave equation: lemmas for interchange of differentiation and integration.
Diffusion: flux and Fick's law. 
第5週
3/18,3/21  Diffusion: Fick's law, Fourier law, Laplacian and the diffusion equation; maximum principle, uniqueness of the Dirichlet problem. 
第6週
3/25,3/28  Invariance properties of diffusion equation: translation, derivatives, linear combination, integral, and scaling.
Fundamental solution: importance, how to solve it, Gaussian distribution. 
第7週
4/01,4/04  Mathematical analysis of the solution formula for the diffusion equation on the whole line. 
第8週
4/08,4/11  diffusion on half-line and reflections of waves 
第9週
4/15,4/18  the Duhamel principle: waves and diffusion with source 
第10週
4/22,4/25  the Duhamel principle: waves and diffusion with source 
第11週
4/29,5/02  midterm 
第12週
5/06,5/09  wave and diffusion on finite interval; method of separation of variables