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: 97
Скачиваний: 0
члены в уравнении ( 3 . 2) . Следовательно, и при каждом фиксирован ном 2 1 уравнение (3 .2 ) - эллиптическое уравнение на компактном многообразии без края X • Известно, что такое уравнение нор мально разрешимо в классе U fH Т о м я f f Н ‘" ( У ) . На языке теории операторов, к коториму нам сейчас удобно перейти, это означает, что при каждом фиксированном ? оператор
'SC?) ~Ъ Сх,±х,--) |
(4 ,2 ) |
реализующий дифференциальное выражение |
является |
фредгольмовым оператором, то-есть имеет конечномерное ядро и коядро. Более того, условие квазиэллиптичности означает, что на
мнимой |
оси (за |
исключением начала координат) старшая часть |
||
Tb |
£) |
полинома ТЗ &,-(■'$,-£) |
не обращается в нуль. |
|
Тогда это же утверждение |
справедливо |
и в двойном секторе |
||
|
)? |
|
< £ , |
|
где |
- некоторое число. |
, |
||
Для таких операторов справедливо следующее |
||||
П р е д л о ж е н и е |
1 .2 . Пусть |
|||
|
|
|
• |
. |
ъсѵ: нгОУ— Н*"-ОѴ -
семейство дифференциальных операторов, аналитически зависящих от комплексного параметра, изменяющегося в некоторой двойном секторе
- 45 -
' T + |
' |
< с |
н а к о м п л е к с н о й п л о с к о с т и » П у с т ь , д а л е е у р а в н е н и е |
н е |
и м еет |
ч и с т о |
Э о О ч . - г ) - |
о |
|
пди |
|
|
Т о г д а |
||||||
мнимых |
к о р н е й |
Ъ ~ |
2 - ( £ ) |
|
. |
||||||||||
для |
в с е х |
д о с т а т о ч н о б о л ь ш и х по |
н о д у л ю з н а ч е н и й |
п а р а м е т р а |
|
||||||||||
I + |
|
|
t |
< € > о п е р а т о р ы |
|
н е п р е р ы в н о о б р а т и м ы , т о - |
|||||||||
е с т ь |
с у щ е с т в у е т о б р атн ы й |
о п е р а т о р |
Т Г Ч ^ |
и |
д л я |
лю бой |
ф у н к ц и и |
||||||||
|
|
|
£ X ) |
с п р а в е д л и в о н е р а в е н с т в о |
|
|
|
|
|||||||
! |
|
+Л fl |
|
D'(|II ^ Ш ч і |
I |
|
|
~ |
^.jl |
(5.2) |
|||||
где |
£. - |
произвольное |
вещ ественное число |
и п о с т о я н н о й |
j |
|
|||||||||
c o n y f r |
|||||||||||||||
не |
зависит |
от |
функции |
|
|
|
э т о й т е о р е м ы н е м е д л е н н о |
||||||||
|
|
Д о к а з а т е л ь с т в о |
|||||||||||||
и з в л е к а е т с я и з р а б о т ы |
£ А- J . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
К а к бы ло п о к а з а н о в о в в е д е н и и , е с л и з а д а н о а н а л и т и ч е с к о е |
|||||||||||||
с е м е й с т в о Т > ( -) ф р е д г о л ь н о в ы х о п е р а т о р о в , п а р а м е т р и з о в а н н о е |
|||||||||||||||
откры ты м |
св я зн ы м м н о ж е с т в о м н а к о м п л е к с н о й |
п л о с к о с т и , |
и |
е с л и ' |
|||||||||||
х о т я |
бы |
один |
о п е р а т о р и з |
э т о г о |
с е м е й с т в а |
я в л я е т с я о б р а т и іп :м х ) ., |
|||||||||
|
|
тЛ |
О т с ю д а , в ч а с т н о с т и , с л е д у е т , ч т о ф р е д г о л ь и о в о с е - |
||||||||||||
|
|
' |
м е й с т в о я в л я е т с я , в д е й с т в и т е л ь н о с т и , с е м е й с т в о м о п е р а т о р о в
сн ул евы м и н д е к с о м .
- 46 -
т о с у щ е с т в у е т о і^ е р а т о р н о з н а ч н а я ф у н к ц и я D ' [ z j ^ м ѳр ом о рф н о з а в и с я —
,, щая о т п а р а м е т р а £ |
, и |
обр ащ аю щ ая |
в р е г у л я р н ы х |
т о ч к а х |
о п е р а т о р н о - |
- |
|
з н а ч н у ю ф ун к ц и ю ^ ! і ) . |
|
п о к а з ы в а е т , ч т о мы н а х о д и м с я в у с л о в и я х . |
|||||
П р е д л о ж е н и е 1 . 2 |
|||||||
о п и с а н н о й выше с и т у а ц и и . О б о з н а ч и м ч е р е з |
Y - ) |
м ер ом орф н ую |
^ |
||||
о п е р а т о р н о - з н а ч н у ю |
ф ун к ц и ю ) обращ аю щ ую о п е р а т о р |
в р е г у |
|
||||
л я р н ы х т о ч к а х . О т м е т и м , ч т о ф у н к ц и я I T ' ( 2 ) |
р е г у л я р н а г о в с я к о м |
|
|||||
с л у ч а е ч в д в о й н о м с е к т о р е |
|
|
|
|
|||
J. |
Фг |
|
I |
< С . |
|
|
|
1 |
7 |
Ф |
о 'Q l \ |
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
Т е п е р ь мы м ож ем з а в е р ш а т ь д о к а з а т е л ь с т в о о с н о в н о й т е о р е
мы э т о г о п а р а г р а ф а о р а з р е ш и м о с т и у р а в н е н и я . П р е д п о л о ж и м , ч т о
в е щ е с т в е н н о е ч и с л о d . |
т а к о в о , ч т о н а пр ям ой |
|
|
|
||||
|
|
Re |
?■= оі |
|
|
|
н а п р я |
|
н е т п о л ю с о в ф у н к ц и и |
( і ) . Т о г д а д л я в с е х т о ч е к 2 |
|||||||
мой р е і |
- cL |
с е м е й с т в о о п е р а т о р о в |
( 4 . 2 ) |
я в л я е т с я обратим ы м |
||||
С е м е й с т в о м , а , с л е д о в а т е л ь н о , о б р а т и м и о п е р а т о р Т > ( > , |
|
) '■ |
||||||
п о с к о л ь к у |
с е м е й с т в о о п е р а т о р о в Т>С2 ) |
с |
|
й о п е р а т о р |
|
|||
|
, |
к а к бы ло з а м е ч е н о в н а ч а л е п а р а г р а ф а , у н и |
|
|||||
т а р н о , э к в и в а л е н т н ы . |
|
|
„ |
|
|
|
||
Д о к а ж е м т е п е р ь н е п р е р ы в н о с т ь о п е р а т о р а |
|
|
|
|||||
О т м е т и м п р еж д е в с е г о , ч т о п о с к о л ь к у ф ун к ц и я |
, - о н е р а в е н |
|||||||
п о п р е д п о л о ж е н и ю о г р а н и ч е н а н а пр ям ой |
|
2- с |
||||||
с т в о ( 5 . 2 ) в ы п о л н я е т с я д л я в с е х з н а ч е н и й |
R e .2 r = o L . |
. |
- 47 -
Проинтегрировав его по прямой |
P e t - я,получим |
■JИU“-f д+ігіЪ^ь^ІЫ* * |
со^іj||^4A +i?!r 3^|iJg. |
Нетрудно увидеть, что слева стоит норма, эквивалентная норме пространства Н <*• , а справа - норма эквивалентная норме пространства
Теорема I полностью доказана и при этом непрерывный левый и правый обратны! к операюру
!) О- |
: Hs,Г,* |
^ Hs-.ч, *-■<* (.С-) |
имеет вид
1 |
\3Bi |
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ptts-ci |
|
|
|
|
|
|
2.* Асимптотическое |
представление решения при |
~ о° |
||||||
В предыдущем пункте мы доказали, что уравнение |
|
|
|
|||||
|
|
f * |
> |
= и * ' + ) |
|
|
( І *2) |
|
имеет и притон единственное решение |
. U- €- Hsi f, <*CC) |
, |
если |
|||||
і ь Н J-w* I оI |
C c ) |
|
и на |
прямой |
Re |
неТполюсов |
функ |
|
ции D~, ( Ъ) . |
При этом решение |
имеет |
вид |
|
|
- 48 -
WC*! i ) |
|
|
J |
|
|
|
|
|
( 5. 2) |
||
|
Vj>ir 7 |
|
|
|
|
|
|||||
Т е о р е м а |
|
2 . 2 . |
Пусть |
U Cxi t ) f- |
M s ' t ) ы |
( c \ , |
s ~ 0 |
||||
и пусть |
i & H S-M, f ,ьі ' С и , |
где |
<А * |
ot f ' |
. Тогда |
решение |
|||||
■UfaсЬ) |
|
уравнения |
( 1 . 2 ) |
может быть представлено в сле |
|||||||
дующем виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 l ( * r b ) ~ Z T Г |
tu |
|
. |
& • * . & ) |
-f « i f a - t ; ) |
|
|
||||
со |
|
|
|
|
|||||||
|
К |
j |
|
|
J |
|
|
|
|
|
|
Здесь |
Qj'b. C*) |
- |
гладкие |
функции, |
зависящие |
от оператора |
2 ) |
||||
внешнее |
суммирование |
производится по всем полюсам |
|
|
|||||||
|
|
^ і , . |
|
к., . . •■- |
|
|
|
|
|
||
с кратностями |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V - - '
лежащими в полосе
|
|
|
оі < |
Re. 2 |
<*. |
f |
( 6 . 2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
а |
остаточный |
члең |
UiCx<t) é |
Ң |
s f loL > C c ) |
|
||
|
д о к а з а т е л ь с т в о . |
|
Заметим, |
прежде всего, |
что |
|||
поскольку функция |
|
регулярна в двойном секторе |
|
|||||
|
|
I - |
а |
* $ *€ |
|
|
||
то |
в полосе |
с |
Ке 2- г |
<* ■' |
содержится |
лишь конечное |
чиспиІ |
|
|
|
|
- |
4 9 - |
|
|
|
|
*