a Laplace-egyenlet skaláris formája a partialdifferenciális egyenlet
|
(1)
|
ahol
a Laplacian.
vegye figyelembe, hogy a
operátort a matematikusok általában
néven írják (Krantz 1999, 16. o.). Laplace egyenlete a Helmholtz-differenciálegyenlet speciális esete
|
(2)
|
val vel
, vagy Poisson egyenlete
|
(3)
|
értékkel.
a Laplace-egyenlet vektorát a
|
(4)
|
a
függvény, amely kielégíti Laplace egyenletét, állítólag harmonikus. A Laplace-egyenlet megoldásának az a tulajdonsága, hogy a gömbfelület átlagértéke megegyezik a gömb közepén lévő értékkel (Gauss harmonikus függvénytétele). A megoldásoknak nincs helyi maximuma vagy minimuma. Mivel Laplace egyenlete lineáris, bármely két megoldás szuperpozíciója is megoldás.
a Laplace-egyenlet megoldása egyedileg meghatározható, ha (1) A függvény értéke minden határon meg van adva (Dirichlet határfeltételek) vagy (2) a függvény normál deriváltja minden határon meg van adva (Neumann határfeltételek).
| Coordinate System | Variables | Solution Functions |
| Cartesian | exponential functions, circular functions, hyperbolic functions | |
| circular cylindrical | Bessel functions, exponential functions, circular functions | |
| conical | ellipsoidal harmonics, power | |
| confocal ellipsoidal | ellipsoidal harmonics of the first kind | |
| elliptic cylindrical | Mathieu function, circular functions | |
| oblate spheroidal | Legendre polynomial, circular functions | |
| parabolic | Bessel functions, circular functions | |
| parabolic cylindrical | parabolic cylinder functions, Bessel functions, körkörös funkciók | |
| paraboloid | körkörös funkciók | |
| prolát gömb alakú | Legendre polinom, körfüggvények | |
| gömb alakú | Legendre polinom, teljesítmény, körfüggvények |
Laplace egyenlete megoldható a változók elválasztásával mind a 11 koordinátarendszerben, amelyet a Helmholtz-differenciálegyenlet képes. Ezeknek a megoldásoknak a formáját a fenti táblázat foglalja össze. Ezen 11 koordinátarendszer mellett az elválasztás két további koordinátarendszerben is elérhető egy multiplikatív tényező bevezetésével. Ezekben a koordinátarendszerekben az elválasztott forma az
|
(5)
|
és beállítás
|
(6)
|
ahol
skálatényezők, megadja a Laplace-egyenletet
|
(7)
|
ha a jobb oldal egyenlő
, ahol
állandó és
bármilyen függvény, és ha
|
(8)
|
ahol
az St Onckel determináns, akkor az egyenlet megoldható a Helmholtz-differenciálegyenlet módszereivel. A két rendszer, ahol ez a helyzet, bispherical és toroidal, így az összes elválasztható rendszerek Laplace-egyenlet 13 (Morse and Feshbach 1953, PP.665-666).
kétdimenziós bipoláris koordinátákban Laplace egyenlete elválasztható, bár a Helmholtz-differenciálegyenlet nem.
Zwillinger (1997, p. 128) hívások
|
(9)
|
a Laplace-egyenletek.