Um eine Diskretisierung durchführen zu können, muß eine Formulierung als Extremwertaufgabe gefunden oder durch einen Galerkin-Ansatz herbeigeführt werden.
Für die elliptische Differentialgleichung
gibt es eine äquivalente integrale Formulierung
wobei jene Funktion eine Lösung ist, für welche ein Minimum des Integrals unter Berücksichtigung der Dirichletschen Randbedingungen erreicht wird.
Das quadratische Funktional (3.2), welches eine eindeutige Lösung besitzt, läßt sich auch als
darstellen, was, wie leicht ersichtlich ist, der doppelten elektrostatischen Feldenergie
entspricht. Da die Aufgabenstellung die Behandlung verschiedener Materialien verlangt, die Materialwerte aber als stückweise konstant angenommen werden können, ist die Dielektrizitätszahl im Segment ortsunabhängig. Damit kann die Dielektrizitätszahl vor das Integral
geschrieben werden.