在数学中,勒让德微分方程为
它们以阿德里安-马里·勒让德命名。该常微分方程在物理学和其他技术领域经常遇到。特别是,它出现在求解球坐标中的拉普拉斯方程(以及相关偏微分方程)时。
勒让德微分方程可以使用标准幂级数方法求解。该方程在 x = ± 1 {\displaystyle x=\pm 1} 处具有正则奇点,因此,一般来说,关于原点的级数解仅在 | x | < 1 {\displaystyle \left\vert x\right\vert <1} 时收敛。当n是整数时,在 x = 1 {\displaystyle x=1} 处为正则的解 P n ( x ) {\displaystyle P_{n}\left(x\right)} 也在 x = − 1 {\displaystyle x=-1} 处为正则,并且此解的级数终止(即为多项式)。
对于 n = 0 , 1 , 2 … {\displaystyle n=0,1,2\dots } 的解(归一化为 P n ( 1 ) = 1 {\displaystyle P_{n}\left(1\right)=1} )形成一个正交多项式序列,称为勒让德多项式。每个勒让德多项式 P n ( x ) {\displaystyle P_{n}\left(x\right)} 是一个n次多项式。它可以使用罗德里格斯公式表示