コーシー境界条件
数学の分野におけるコーシー境界条件（こーしーきょうかいじょうけん、）は、常微分方程式あるいは偏微分方程式に対し、定義域の境界上での解の値およびそのの値を定めるような条件のことを言う。ディリクレ境界条件とノイマン境界条件を両方とも課すような状況に対応する。19世紀のフランスの数学者であるオーギュスタン＝ルイ・コーシーの名にちなむ。

コーシー境界条件は、特殊解を持つように初期点あるいは境界点における解の値とその微分の値を定めるような、二階の常微分方程式に関する理論から理解することが出来る。それはすなわち

:formula_1

および

:formula_2

である解を考えるような理論である。ここで formula_3 は初期点あるいは境界点である。

コーシー境界条件は、そのようなタイプの境界条件の一般化である。以下、議論を簡略化するために、偏微分に関する次のような記法を導入する:

:formula_4

また、次のような簡単な二階の偏微分方程式を定義する:
:formula_5
定義域は二次元で、その境界はパラメトリック方程式
:formula_6

により記述される。今、二階の常微分方程式と同じように、この偏微分方程式を解く際にも境界での関数の値と法線微分の値を知る必要がある。すなわち

:formula_7

および

:formula_8

の値が、与えられた偏微分方程式の定義域の境界上の各点において定められていなければならない。ここで formula_9 は関数の勾配を表す。コーシー境界条件はしばしば、ディリクレ境界条件とノイマン境界条件の「加重平均」であると言われる。ここでの加重平均（weighted average）は、統計学における加重平均（weighted mean）や、とは区別される必要がある。なぜならば、それらの公式はコーシー境界条件には用いられないからである。むしろ、「weighted average」の意味するところは、与えられた境界条件を解析する間は、その良設定性のために利用可能なすべての情報について常に気にかけていなければならない、ということである。

通常パラメータ formula_10 は時間であるため、コーシー境界条件は初期値条件、初期データあるいは簡潔にコーシーデータなどとも呼ばれる。

コーシー境界条件は、ディリクレおよびノイマンの境界条件を「同時に」用いることを意味するが、ロビン境界条件やインピーダンス境界条件とは異なることに注意されたい。ロビン境界条件は、ディリクレおよびノイマンの境界条件を

:formula_11

のような形で「同時」に用いる。ここで formula_12、formula_13 および formula_14 は境界上与えられた関数とする（これはまた、境界の異なる部分集合上に「異なるタイプ」の境界条件を用いるような混合境界条件とも区別される）。この場合、関数とその微分は、同一の方程式に含まれているという形を取りながら、境界条件を満たさなければならない。
Q395
数学
Concept
Q465274
常微分方程式
Concept
Q271977
偏微分方程式
Concept
Q192439
定義域
Concept
Q875399
境界
Concept
Q1193699
ディリクレ境界条件
Concept
Q1149279
ノイマン境界条件
Concept
Q8814
オーギュスタン＝ルイ・コーシー
PER
Q35889
パラメトリック方程式
Concept
Q173582
勾配
Concept
Q1193699
ディリクレ境界条件
Concept
Q1149279
ノイマン境界条件
Concept
Q202785
加重平均
Concept
Q1455898
良設定性
Concept
Q748993
ロビン境界条件
Concept
Q2992268
混合境界条件
UNK
Q3278575
コーシー境界条件
Concept
Q3278575
コーシー境界条件
Concept
Q3278575
コーシー境界条件
Concept
Q3278575
コーシー境界条件
Concept
Q3278575
コーシー境界条件
Concept
Q3278575
コーシー境界条件
Concept
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