拉普拉斯算子

欧几里德空间的二阶微分算子
在数学以及物理中,拉普拉斯算子或是拉普拉斯算符英语Laplace operator, Laplacian)是一个微分算子,通常写成 Δ 或 ∇²;这是为了纪念皮埃尔-西蒙·拉普拉斯而命名的。拉普拉斯算子有许多用途,此外也是椭圆型算子中的一个重要例子。在物理中,常用于波方程数学模型热传导方程以及亥姆霍兹方程。在静电学中,拉普拉斯方程泊松方程的应用随处可见。在量子力学中,其代表薛定谔方程式中的动能项。在数学中,经拉普拉斯算子运算为零的函数称为调和函数;拉普拉斯算子是霍奇理论的核心,并且是德拉姆上同调的结果。

定义

拉普拉斯算子是
欧几里德空间中的一个二阶微分算子,定义为梯度
)的散度(
)。因此如果
是二阶可微的实函数,则f的拉普拉斯算子定义为:
的拉普拉斯算子也是笛卡儿坐标系xi中的所有非混合二阶偏导数
作为一个二阶微分算子,拉普拉斯算子把
函数映射
函数,对于
。算子
,或更一般地,定义了一个算子
,对于任何开集