Различные точки области определения описывают уравнения различных типов.
Будем рассматривать область G, во всех точках которой уравнение имеет один и тот же тип. Через каждую точку области проходят две характеристики. Для уравнений гиперболического типа характеристики действительны и различны, для уравнений эллиптического типа – комплексно сопряженные, для уравнений параболического типа – действительны и совпадают между собой.
Пусть и – характеристики уравнения гиперболического типа. Полагая
и поделив уравнение (4.5) на коэффициент при после преобразований, получим уравнение вида:
. (4.9)
Мы получили каноническую форму уравнений гиперболического типа. Уравнения этого типа можно привести и к другой форме. Для этого положим:
; .
Тогда уравнение (4.9) примет вид:
.
Для уравнений параболического типа уравнения (4.8) совпадают друг с другом, и мы получим один общий интеграл уравнения (4.7):
.
Положим
,
где – любая, линейно независимая с , функция.
После дальнейших преобразований получим каноническую форму уравнения параболического типа:
. (4.10)
В случае уравнения эллиптического типа уравнения (4.8) дают интегралы:
,
где и – комплексно сопряженные функции.
Чтобы избавится от мнимой составляющей, введем новые переменные:
,
после чего получим каноническую форму уравнения эллиптического типа:
. (4.11)
Если коэффициенты линейного уравнения постоянные, то характеристическое уравнение имеет решение:
; .
В результате преобразования уравнение (4.3) приводится к одной из форм:
(эллиптический тип);
(гиперболический тип);
(параболический тип).