Файл: Стернин, Б. Ю. Квазиэллиптические уравнения в бесконечном цилиндре [учеб. пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 0
квазиэллиптическая |
пограничная |
задача рода 'ß' в пространстве |
j * |
||
и |
Si h сА+)0і - |
г г \ |
. Тогда |
для любой функции - І Ы /і) |
(■ |
п |
L L ' |
|
J |
! |
Нf J-t d CC) существует и притом единственное реше/
522. |
[ ч |
, |
с1; - - |
|
C«) |
, |
гді |
t t f |
|
|
|
|
|
|
|
, I |
|||
К c i j __, |
-f |
- |
комплексные |
числа, и. более того, справедливо |
|||||||||||||||
следующее |
априорное |
неравенство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
^ ^ |
|
|
|
|
+ |
Г |
ІСісі |
* 0 ) к И і І £ [ [ |
• У.XjUjO1-' |
|
'(24 .5) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
К - |
1 |
|
|
|
|
i |
|
J |
|||||
где |
постоянная |
c v * * t |
не |
зависит от |
функции |
и. С*> ~Ь) • |
|||||||||||||
|
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
|
Найдем |
вначале |
постоянные |
||||||||||||||
с <> |
--■? |
С<. |
|
• |
Для |
этого перенесем |
содержащие |
их |
члены в |
||||||||||
правую часть |
уравнения |
(2 3 .5 ) и потребуем, |
чтобы полученная |
||||||||||||||||
таким образом |
правая часть |
была |
ортогональна |
коядру |
|
оператора і |
|||||||||||||
Т ) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|. |
|
( |
|
{ |
- |
Z |
Ск. Ъ к Ъ М ) , |
t j |
С ъ Ѵ ) |
— О |
. |
(25.5)' |
||||||||
|
Система |
(2 5 .5 ) |
является системой |
линейных |
алгебраических |
||||||||||||||
уравнений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Z ^ |
( D K Z , е . ) |
- |
|
еу ) |
|
|
|
|
|
(2 6 .5 ) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
относительно |
чисел |
|
|
• |
|
с |
матрицей |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
е ,-) |
|
|
|
|
|
|
|
|
(27 .5) |
которая |
невырокдена |
в силу |
квазиэллиптичности |
задачи |
(2 3 .5 ) |
||||||||||||||
Определив |
таким образом |
коэффициенты |
с* |
|
|
С* |
|
мы |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
181 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
і:
в силу условия |
(2 5 .5 ) |
найдем |
решение |
иС*гі) |
уравнения |
|
ѣ и = |
1 |
с іс |
|
|
|
(2 8 .5 ) |
|
|
|
|
|||
принадлежащее |
пространству |
Н S, f' |
, |
. |
Это решение будет |
|
•единственным в силу мономорфности оператора |
|
|
Более |
того |
из системы (2 6 .5 ) |
следует, что для |
чисел с«, |
|
справедливо |
неравенство ' |
|
|
||
I С|с| |
^ |
Cohyt |
If £■![ s-к*, |
, |
(2 9 .5 ) |
а из уравнения |
(2 8 .5 ) |
мы получаем, |
что |
|
Суміируя теперь неравенства (2 9 .5 ) и (30.5)^мы приходим
к требуемой оценке (2 4 .5 ) .
Теорема 4 .5 полностью доказана.
§ 3 . Примеры.
В этом параграфе мы рассмотрим несколько конкретных при- |
меров, на которых проидлюстриуем изложенный выше теоретический материал. Мы рассмотрим случай одного пространственного пере- ■
менного и найдем базис ядра в явном виде, |
а следовательно, по |
||
лучим явное |
выражениеЛдля матрицы (2 7 .5 ) |
и соответствующих дѳ-| |
|
терминантов, |
а также и явный |
вид решения |
(ко) граничной задачи |
при некоторых (ко) граничных |
операторах. |
|
- 182 -
I . Уравнения в пространствах Ң s, |
оЦ, ji |
с |
|
<*+ < |
. |
|
|
9 (Хс.с.-исч'іт м, ^рл4>ишіН- |
|
|
|
# и |
iJjA |
с lü*< Ы |
( ъ і \ Ю |
dt1 + |
^yfc- |
|
Л aiü-jruMCL- (Ч-s) u-u-tev |
I |
|
(3 2 .5 ) |
|
\ |
причем средний 2-ыерныЯ блок отвечает (кратной) точке спек
тра |
о , |
а остальные |
одномерные блоки отвечают простым точ |
кам спектра |
г-=±ікі?о |
. Поэтому решениями (собственными |
|
функциями) |
уравнения |
I |
+• а ж * - о
являются функции.
ч С х , £ ) = [ і ; i t |
„ |
* С=с |
|
е |
с |
|
|
) - |
а решением семейства (3 3 .5 ) семейство
(3 3 .5 ) '
V.
L
и - O L , Ъ) =
С 1
t |
с * Ъ '(г ) т Z |
5 ( і - і к .) . |
С 1 |
^ 4 * 1 * |
|
п -t CIXIZ |
ч |
|
|
^ к е |
* |
з |
-i'iK/x, |
|||
|
|
X £ |
J + Ъ (ё + !><:,) Г г |
|||
|
|
UCfX.) |
L |
* і |
+ |
|
<■ |
С |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
- 183 |
- |
|
|
Ч? |
г-ѴГОГ*.Ѵ*ь.- |
|
Таким образом,общее решение однородного уравнения (31 .5) записывается в виде
C1 t |
с х t + |
__ |
_ /л^/ ( i t Сх) |
|
2_ |
е |
|
||
|
|
К |
і |
|
Предположим теперь, |
что мы ищем решение и.Ст,і)еН S,-Ö,C,IS |
|||
Тогда для любой |
функции |
éC *ti) 6- Hs-z)~o,r,i,S~ |
существует |
|
решение и оно имеет вид |
|
|
|
ci -tci ±-t j —, J e |
j , |
- 1'* Fite) |
||||
|
'*РЧ |
* ~ |
|
z 2- Kl |
||
|
|
|
0, Г-c’ö» |
|
|
|
4- |
■4 |
|
|
|
|
|
|
|
F i te ) |
|
|
||
/ < |
- * |
|
d z . |
|
||
|
Kz- c>* |
|
& г- к * |
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
(Мы сохраняем обозначения § I ) . |
|
|
|
|||
Отсюда следует, что оператор |
|
|
||||
_ |
■+,__>*- . и |
|
|
|
Hi-2-,t, '0/-Г/ |
|
f t * |
г* '' • H S ' f t - o ,? ,* ,* |
|||||
Фредгольмов, |
эпиморфен. |
и имеет |
ядро |
размерности |
2. |
|
Для того, чтобы устранить эту неоднозначность, мы зада |
||||||
дим в точке |
сйг= - і — О |
следующие граничные условия |
||||
|
д>го М |
f - o |
= |
Ѵ |
з ! о, 1 |
|
|
r t * |
с т . 5) |
||||
|
ТС С О |
' |
Тогда мы получим систему линейных алгебраических уравне-
- 184 -
ний относительно C 1 t c t |
с матрицей |
Поскольку детерминант этой матрицы отличен от нуля, то
постоянные |
|
Ойі |
|
однозначно находятся и, таким образом, |
||||
граничная |
задача |
(3 4 .5 ), (33.5) |
в пространстве |
И s j-c,r, і , г |
||||
( S (y HZ'1) |
однозначно |
разрешима, |
а оператор |
|
||||
|
н |
3- |
|
|
t - o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■Х-0 |
|
|
осуществляет |
изоморфизм пространства |
Н s |
i,s~ |
|||||
и пространства |
H S-j, і,-в, у |
і,г Ф |
<£ 1. |
|
||||
З а м е ч а н и е |
1 .5 . |
Как мы |
видели размерность ядра |
|||||
оператора |
|
|
|
|
|
|
|
|
А; Н |
|
|
±,s------U !>-2, і,-°> -г- і - * |
|
равна 2 . Интересно отметить, что поскольку размерность ядра какдого из операторов - блоков, стоящих на диагонали матрицы (3 2 .5 ) равна 2, то при любых S , С оі+ < ^~ )
раэрерность ядра оператора
^ ' М s> t.-O 'S, i , r — * И s-а, d.,~o,r, l,s~
четна •
<U'K ktv Л е о |
£) |
- 185 -