问题
问答题
设D是xOy平面上有界闭区域,函数u(x,y)在D上定义,在D的内部成立u"xx+u"yy+cu=0,其中c<0为常数,证明:
(1)u在D上的正最大值(负最小值)不能在D的内部取得.
(2)若u在D上连续,且在D的边界上u=0,则在D上u≡0.
答案
参考答案:[证明] (1)若u(x,y)在D上正最大值在D内部某点(x0,y0)取得,则(x0,y0)为u(x,y)的极大值点,又u"xx(x0,y0)+u"yy(x0,y0)=-cu(x0,y0)>0,则u"xx(x0,y0)和u"yy(x0,y0)中至少有一个大于零,不妨设u"xx(x0,y0)>0,由于二元函数u(x,y)在(x0,y0)取极大值,则一元函数u(x,y0)在x0应取极大值,这与u"xx(x0,y0)>0矛盾.
(2)由于u(x,y)在有界闭区域D上连续,则u(x,y)在D上有最大值和最小值,若u(x,y)在D上不恒为零.不妨设u(x,y)在D内部的点(x0,y0)处函数值大于零,即u(x0,y0)>0,则u(x,y)在D上最大值为正,且一定在D内部取到,这已与(1)矛盾.故在D上u(x,y)≡0.