Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ДИУ иванова билеты

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
04.06.2025
Размер:
1.07 Mб
Скачать

ортог ядром. Есть и другие случаи, когда реш ! не толькодлямалых .Напримерв слячае

 

 

ИУФ2 с выр ядром едреш не сущтолько для конечного набора −хар значений ИУФ2 с выр

 

ядром.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнениедлярезольвенты.

 

 

 

 

 

 

=

 

( + =1∞

) =

( + ) = +

(5).

 

 

 

=

=0

+1 =

 

=0

 

 

Для ИУФ2 это означает, что

 

( , , )

 

 

Аф

 

( , )

 

 

 

(

 

 

)

(

 

 

 

 

)

 

 

 

(

 

 

 

)

 

 

 

(

, ,

)

 

 

 

 

 

(

,

)

 

+

 

 

( , )

(

, ,

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

, ,

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

, ,

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение к ИУВ2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1) φ(x)

− λ

K(x, t)φ(t)dt = f(x)

 

 

 

K(x, t)

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

{a t x b},

φ(x), f(x) C([a, b])

 

 

 

 

 

 

C(, =

 

Ищем решение ( )

([ , ]). Рассмотрим ЛОВольтерра :Ав

 

(

) (

 

([ ,

]))

 

 

А

в(

 

)

=

 

 

 

 

(

,

)

 

 

( )

 

 

 

Тогда

 

А

в(

 

)

 

=

 

 

 

 

1(

,

)

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

(

 

)

= А

 

в(

 

)

 

=

 

 

(

,

)

 

 

(

,

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в2

 

А

 

 

 

 

=измен порядок инт =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

1

(

 

 

 

)

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

в2(

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

1(

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

)

 

 

т.о.

 

А

в(

 

)

=

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

А

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

2( , )

 

 

 

(

ММИ А

в(

 

)

=

 

 

 

,

 

 

 

 

, где

 

 

,

)

 

 

 

,

 

 

,

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

2(

 

 

)

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

−1(

 

 

)

 

 

 

 

2).

 

 

 

 

 

 

| 1|

(т.к. ( , )

 

 

())

| 2

|

2

 

 

2

 

… | |

( ) −1

( ) −1

.

Оценим:

 

1!

 

 

 

1!

 

 

( −1)!

 

 

 

(−1)!

(Тогда ряд∑=0∞

 

 

+1( , ) ( )

 

мажорирует числовым∑=0∞

 

 

 

 

!

 

 

 

 

‖ ‖ =

 

 

 

 

 

 

 

 

‖ ‖∑=0

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

= ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

‖ ‖ −сход

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1( )+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

). Ф. ряд сх. равномерно по пр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

()

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

()

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вейерштасса и (I- АВ)

= (ИУВ2)

имеет при ед.реш.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (I

АВ)−1 ∞

 

= +

 

 

 

+1( ) =

 

( )

+

 

+1( , ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ( ) +

 

 

=0

 

 

=0

+1

( , )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т.о. ! реш.

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

( , , )−разреш.ядроИУВ2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

, ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25 Краевая(задача) (

 

для)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 порядка) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОДУ(

. Основные понятия. Краевая задача

 

 

Штурма—Лиувилля. Оператор Штурма—Лиувилля, его свойства. Теорема

 

 

Стеклова (б\д)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА. КРАЕВЫЕ ЗАДАЧИИЗАДАЧИНА СОБСТ ЗНАЧДЛЯ ЛИНЕЙНОГО ОДУ 1ГО ПОРЯДКА.

 

 

Рассмотрим диф опер 2го порядка 0

 

Основныепонятия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 1( )

+ 2( )

 

 

 

 

 

2([ , ])

0( ) = 0( ) ′′

 

 

( 0( ), 1( ), 2( )

([ , ]),

 

0( )

 

0 на

[ , ])

атакже такназыв ограничоперат Г1

и Г2

 

Г1( )

= 1 ( )

+ 2 ′( ) + 3

( )

 

+ 4

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г2( ) = 1 ( ) + 2 ′( ) + 3 ( )

+ 4 ′( )

 

 

причем

1

 

2

3

4

 

 

 

 

 

3

4 = 2 (т.е. Г1 и Г2 ЛНЗна [ , ])

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

Опр.Задача нахождения y(x) 2([ , ]) такий , что :

 

(1) 0( )

= ( ) ,

( )

([ , ])

 

 

(2) Г1

( ) =

 

 

 

 

 

 

 

(3) Г2( ) =

 

 

 

 

 

 

называется неоднородной краевой задачей (КЗ) длялинейногоОДУ 2го порядка с неоднор

граничными (краевыми) укловиями (КУ). Если = = 0, КУ (2), (3) назыв однородным,а

если ( ) 0 на [ , ] то КЗ нызыв однор.

 

 

Замеч. Линейной заменой неизвест ф-ии можно добиться, чтобы КУ стали однородными (при

этом изм коэф ур-ия (1) и ф-ия f(x) ).

 

 

Далее считаем, что КУоднород.

 

 

 

Замеч. КУвида (2), (3) назыв неразделенными. В простейшемслучае КУимеют вид:

(2)

Га( ) = 0

где Га( )

= 1 ( ) + 2 ′( ),

Г ( ) = 1 ( ) + 2 ′( )

(3)

Г ( ) = 0 ,

 

1

2

0

0

 

 

 

 

 

0

0

3

4 = 2

 

 

 

 

Такие КУназыв разделенными.

 

 

 

Если КУ задает значф-ии на границе отрезка, то оно назыв КУ 1го рода. Если заданознач

производной, то это КУ 2го рода. Если задана ЛКзнач функций и ее производная , тоэто КУ 3го

рода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т.о. существует 9 вариантов разделенныйКУ. В случае КУ 3го рода их принято записывать в

видеГа( ) = ( )

( ) = 0

Г ( ) = ( ) + ( ) = 0

, где , 0

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача Штурма-Лиувилля.

( ) = ( ) ( ) + ( ) ( )

Основнымдиф оператором будем далее считать оператор

где ( )

1([ , ]),

( ) > 0 на [ , ], ( ) ([ , ]), ( )

0 на [ , ]

Опр.Задача нахождениянетривиальныхрешенийКЗ

 

(1) ( ) =

 

 

 

 

[ , ]

2([ , ])

 

(2) Га

( ) = 0

 

 

 

 

−числовой параметр

 

(3) Г ( ) = 0

 

 

 

 

 

 

назыв задачейШтурма-Лиувилля (ЗШЛ). При этом значения, при которых нетрив реш назыв СЗ ЗШЛ, а саминетрив решения, отвечающие им, собственными функциями.

Далее рассмотрим = { ( ) 2([ , ]) Г ( ) = 0 Г ( ) = 0}

Опр. назыв классической областью опр ЗШЛ. Оператор ( )

 

рассм на

 

назыв классическим

оператором Ш-Л.Будем далее рассм классичоперШ-Л и обозначать его ( ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лемма1.

Если 1( ), 2

( )

 

 

, то 1 2

( )

1

( )

2

( ) удовл условиям 1 2( ) = 0,

 

 

 

1 2( )

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

= 1( ) 2′( )

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

( )

2

( )

 

 

 

 

= 0

 

−КУ 1го рода, то 1

( )

= 0 и

 

Док-во: 1 2

 

( ) 1′( )

Если Г ( )

 

2( ) = 0 ( )

= 0.Если Г ( )

= 0 −КУ 2го рода, то 1′

( )

 

= 0 и 2′

( )

= 0 ( )

 

= 0. Если

Г ( ) = 0 −КУ 3го рода,

то 1′

( )

 

= 1( )

и 2′( )

= 2

( )

 

,

 

0

 

1( ) 2′( )

= 2

( ) 1′( )

( ) = 0. На правом конце аналогично.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Упр. Доказать, что

 

образует ЛП.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1(

 

)

 

 

2(

 

)

 

=

 

 

1

(

 

) 2(

 

)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В этом ЛП можно ввести скалярное произведение по формуле

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После введения СП это ЛП становится нормированным : | | =

( , )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Докажем след св-ва оператора Ш-Л:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ( 1), 2) = 1, ( 2) )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. L – самосопр ЛО (ССО) (т.е. 1, 2

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Док-во:Рассмотрим

(

 

(

 

 

1)

 

 

 

 

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)

1′(

 

)

 

 

+

(

 

)

 

1(

 

)

 

 

 

2

(

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

 

1

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

)

 

2(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

(

 

 

 

)

 

1(

 

 

)|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∫

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)

 

1(

 

)

 

2(

 

)

 

+

 

 

 

 

(

 

)

 

 

 

 

1(

 

)

 

 

 

2(

 

)

 

 

 

 

 

2(

 

)

 

(

 

)

 

 

 

1(

 

)|

 

 

 

 

(

 

)

1

(

 

)

 

2

(

 

)|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1(

 

 

)

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

2

(

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

)

 

 

1

(

 

 

 

)

 

2(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

(

 

)

 

 

 

1 2(

 

 

)

 

 

 

 

 

(

 

)

 

 

 

1 2(

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)

 

2′(

 

)

 

 

+

 

 

2

(

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

1(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2)

 

 

 

#

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= Л1 =

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Все СЗ ЗШЛ действительные (это следствие самосопр ОШЛ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Док-во:Пусть ( ) 0 СФ ОШЛ, отвеч СЗ = + . Покажем,что = 0. ( ) = +

 

 

( , ,

 

 

 

 

,

 

действ фун)

 

 

 

 

(

+ )

 

=

 

( + )(

+ )

 

( )

= ,

 

 

( ) =

 

+ тогда

( ( ), )

 

=

( , )

= ( , )

( , );

 

 

, ( ) = ( , + )

=

 

 

( , )

+ ( , )

 

 

 

( , )

 

+

 

( , )

= 0,

 

 

 

 

| ( )|

 

2

= 0

 

 

 

= 0 #

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

≠0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. CЗ ОШЛ простые т.е. каждомуСЗотвеч только одна ЛНЗ собств фуе-ия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Док-во: Если 1

( ), 2( )

 

−СФ отвеч СЗ, то поскольку 1

( ), 2( )

являются реш лин ур-

 

ия с непрер коэфф ( ( ), ( )

 

непр

 

 

 

( ) 0), то 1 2

( ) 0 на [a,b].С другой стороны

 

1, 2

 

1 2

( )

= 0 −противоречие. Т.о. невозможно,чтобы 2 ЛНЗ СФ отвеч

 

 

 

 

 

одному СЗ #

 

 

−операторы КУ 1 или 2 рода,либо 3го рода, где ,

 

> 0 и ( )

, то

 

Лемма2. Если Г , Г

 

 

 

 

( ) ( )|

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Док-во:докажем, что (4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если Г усл 1го рода, то

 

 

( ) ( )

 

= 0

 

 

 

 

верно(4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если Г усл 2го рода, то

 

 

( ) ( )

 

= 0

 

 

 

 

верно(4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

= 0

 

 

 

=

2( )

 

> 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если Г усл 3го рода, то

 

 

( )

= ( )

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

верно(4). При любой

 

( )

= ( )

 

 

( ) ( )

= 2( )

< 0

 

комбинации КУ выполняется (4) верно утверждение леммы#

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Если ( )

≥ на [ , ], то СЗ ЗШЛ ≥

=

( , )

= | | 2

=

 

 

 

 

 

 

 

Док-во:Пусть ( ) −СФ отвеч СЗ

( ( ), )

 

( )

 

( )

 

+

 

 

( )

( )

 

( ) +

 

 

( )

 

( ) = ( )

( ) ( ) | +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2>0

 

≤0

 

 

 

 

 

>0

≥0

2

 

 

 

 

( ( )

 

)

2

( )

+

 

 

 

2

( )

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) = | |

 

≥ #

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

 

 

 

>0

 

 

 

 

 

≥0

 

 

 

 

 

<

 

 

< <

 

<

 

lim

 

 

= +

# б/д#

 

 

 

 

СЗ ЗШЛ образуютпос-ть

2

 

 

 

 

 

 

Замеч. Если ( ) 0, то 1 > 0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Замеч. = 0 может иметьтолько ЗШЛ с ( ) 0 и КУ 2го рода на обоиз концах.

 

 

 

6. СФ отвеч различнымСЗ ортогон.

 

 

 

 

= СС

= 1, ( 2)

= ( 1, 2 2) = 2( 1, 2),

 

Док-во: 1( 1, 2) =

( 1

1, 2) =

 

( ( 1), 2)

 

( 1 2) ( 1, 2)

= 0

( 1

, 2)

= 0 #

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

≠0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

След из 5 и6. СФ ЗШЛобразуют бесконечную ортогональную систему.

 

 

 

 

 

 

Теор. (Стеклова) (о полноте системыСФ ЗШЛ) Если ( )

, а {

( )}=1∞ −сист всехЛНЗ СФ

 

( ) =

 

то ( ) = =1∞

( ), где

 

 

( , )

и ряд сход абс и равн-нона [a,b] к

ЗШЛ Г ( )

= 0

 

 

 

= ( , )

 

Г ( )

= 0

# б/д #

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функции ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26 Функция Грина однородной краевой задачи для уравнения 2 порядка. ТСЕ.

 

 

 

 

Решение неоднородной КЗ с помощью функции Грина. Симметричность функции Грина

 

самосопряженного уравнения.Функция Грина (ФГ) краевой задачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть ( ) = ( ) ( ) + ( ) −диф оператор 2го порядка ( ) 1([ , ]),

 

 

( ) > 0 на

[ ,

],

min[

( ) =

 

> 0

 

 

( )

([ , ])

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, ]

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г ( ) = 1 ( ) + 2

 

( ),

Г ( ) = 1

( ) + 2

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

 

 

02

01

 

02 = 2

+ ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) = ( ) ′′

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Неоднородной КЗ (1)

 

 

 

( )

= ( )

 

 

 

( )

([ , ])

сопоставим однородную КЗ ( ( ) 0)

 

Г ( )

= 0

 

 

 

(2)

( ) = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

Г ( )

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

( ) = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

( ) = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Опр .Функцией Грина (ФГ) краевой задачи (2_ (или (1)) назывфункция ( , ) , опред на П

(П = [ , ] [ , ]), облад след св-вами:

1)

( , ) (П) (в частности ( + 0, ) = ( 0, ) )

2)

фикс ( , )

( , ) уд на [ , ) ( , ] уравнению ( , ) = 0 (по перемннойх)

 

3)

фикс ( , )

 

 

( , )

имеет разрыв 1го рода при = , причем ( + 0, )

 

 

 

 

 

(

0, )

=

(1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г ( ( , ))

= 0

 

4)

 

фикс

( , )

 

 

 

( , )

уд кравеым условиям по переменной

 

 

 

 

Г ( ( , ))

= 0

Теор1. Если однородная КЗ имеет только трив реш, то ! ФГ краев зад (2) (или(1))

 

 

 

 

 

Док-во:Рассмотрим однор ур-ие ( ) = 0. Построим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

ФСР этого ур-ия 1( ), 2( )

 

Г ( 1)

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г ( 2)

 

= 0 Для этого рассмотрим след задачиКоши (ЗК)

 

ЗК1

(3)

 

( )

 

= 0

 

 

 

ЗК2 (4)

 

 

( ) = 0

По ТСЕ решения ЗК длялин ур-ия с

 

( )

= 2

 

 

 

 

( ) = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

непрер коэфф, решение каждойиз задач (3) и(4) !. Решение КЗ1 (3) очев удГ , а реш КЗ2

 

(4) удГ .Обозначих далее 1

( ) и 2

( )

соот. Проверим ЛНЗ (от противного). Док, что

 

1, 2

ЛЗ на [ , ].Тогда

 

2( ) = 1

( ) на

[ , ]

 

 

 

( 2) = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г ( 2)

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(по условию) 2

0, но 2( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г ( 2)

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 не может быть решениемЗК2 (4). Противоречие. Оно

 

означает, что 1( ), 2( ) −ЛНЗ и т.о образуют ФСР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(

)

 

1(

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(тогда длянее выпсв-ва 2и 4).

Ищем ( , ) в виде : ( , ) = 2( ) 2( )

≤ ≤

 

Св-во 1(непр). ( + 0. )

( 0, )

 

= 0

(5) 2

( ) 2( ) 1( ) 1( )

= 0.

1( ) 1′

( ) =

 

Св-во 3(скачок произв) ( + 0, )

(

0, ) = (1 ) (6) 2

( ) 2′( )

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1( )

 

2( )

 

 

1( )

=

 

( ). Из (5) и (6) получаем СЛАУ относительно 1( ), 2( ): 1( )

 

2′( )

 

2( )

 

 

 

01

= 1 2

( ) 0 на

[ , ]

! реш ∆1=

2(( ))

, 2=

1(( ))

1

( ) =

1

=

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

, 2( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, ( , ) =

 

 

1( ) 2( )

 

 

 

 

 

 

 

2( )

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

( )

 

 

 

 

( ) 1 2( )

 

 

( ) 1 2( )

=

 

=

( ) 1

2( )

 

 

 

2( ) 1( )

 

 

≤ ≤

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) 1 2( )

 

3. Единственность. Пусть ( , )и ( , ) −для ФГрассматриваемой КЗ.Их разность ( , ) =

 

( , )

( , ) облад след св-вами:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

( , ) (П)

 

 

 

[ , ) ( , ]

( , )

= 0 поперем x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

( , )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

 

( , ) ( + 0, )

(

0, )

=

0 (т.к. обл ф-ия и имеютодин скачок)

 

4)

 

 

 

Г ( ( , ))

= 0

 

поперем х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( , ) Г ( ( , ))

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из 2 ′′ ( , ) =

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

но тогда из 3 получим, что прав часть непрер в П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( , )+ ( ) ( , )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ( , ))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( , ) уд ур-ию ( , )

= 0

 

[

, ] и однор условиямГ

= 0

 

т.е. по условию

 

0

 

( ) = 0

 

 

( , )

 

( , ) в П

#

 

 

 

 

 

Г

( ( , ))

= 0

 

 

 

 

 

 

 

Г

( ) = 0

 

 

 

 

 

(

 

)

 

 

 

(

 

 

)

 

 

(

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

( ) = 0

 

(

 

)

 

([

,

])

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

, где

Теор2. В услов Т1.

 

 

 

 

 

 

 

! реш КЗ(1) , причем (7)

 

=

 

 

 

 

 

 

( , )

−ФГ КЗ (2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Док-во:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( , ) =

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1( ) 2( ),

 

 

≤ ≤

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Существование.

( ) ( )

 

 

2

( ) 1( ),

 

 

 

 

 

 

 

Пусть ф-ия ( ) оп-ся соотн (7),

 

тогда (8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

1( ) ( )

 

 

 

( )

 

2( ) ( )

 

 

Покажем, что ( ) дейс реш КЗ (1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2( ) 1( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2( ) ( )

2( ) 1( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

(

 

)

 

 

 

 

 

1( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1′(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

=

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1( )

( )

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

2

(

 

)

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

)

 

 

1′(

 

 

)

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1( ) ( )

 

+

 

( ) 2′( ) 1( ) ( )

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2( ) ( )

 

( ) 1′( ) 2( ) ( )

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

 

2′(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

+

 

 

 

 

 

 

(

) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

1′(

 

 

 

)

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

,

 

 

 

( ) ( )

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)

 

 

2

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

1

(

 

 

)

 

2( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

(

 

 

) ( )

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

+ ( ) . Т.е.−( ) ( )

+

 

( )

( ) ( ) на [. ]. Из (8)

( )

 

+

 

 

 

 

 

=

 

 

 

( )

 

2( ) ( )

 

 

 

 

. Из (9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

2( ) ( )

 

 

.Тогда Г

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

 

 

 

1′(

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)

 

 

1

 

(

 

)

 

 

 

 

2

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

2( )

( )

 

= −Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0. АналогичноГ

 

 

 

 

 

= 0. Т.о.

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

1)

 

 

 

 

2( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

явл решением КЗ (1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и ( ) −решение КЗ(1). Рассм ( ) = ( )

( ).Тогда ( ) уд

Единственность. Пусть ( )

 

КЗ

( )

= ( )

= ( )

( )

= ( )

( )

 

= 0

 

Но одн КЗ по усл имеет только трив

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

( )

= Г

( )

= Г ( )

− Г

( )

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

( )

= Г

 

(

)

= Г

( )

− Г ( )

 

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реш ( ) 0 ( ) ( )

 

 

#

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

([ , ])

ФГ КЗ(2) однор КЗ (2) имеет

Сл.Поскольку ( )

 

0

> 0

 

( )

 

 

1([ , ])

 

 

 

только трив реш и реш неоднор.КЗ ! и опр формулой (7) однор КЗ имеет только трив реш.

Замеч. Линейное ур-ие

(10)

 

 

( )

′′

 

+

( )

 

+

 

(

)

= ( ) с непр на[a,b]

коэфф,

 

( ) 0, и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ( ) ( ( )

 

)

 

+

( ) = ( ) путем умнож на −( )

=

 

непр ( ) приводится к виду ( )

 

 

 

 

( )

 

 

( )

 

при этом можно взять ( )

= ( )

 

( )

 

,

 

 

 

( )

= ( ) ( ) . Однако ФГ можно

01

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

строить и непосред для ЛЗ дляур (10). При этом условие 3 имеет вид ( + 0, )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 0, )

 

=

 

01( ) В ост построение аналогично.

2 ′

( ) + 3 ( ) + 4

( ) = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Замеч. Если КУ не раздел и имеют вид 1 ( )

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ( ) + 2

 

 

( ) + 3

( )

+ 4

 

 

( )

=

 

0.

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

4

= 2, то ( , ) в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11) ( , )

 

 

 

 

 

 

 

 

1

( ) 1

( )

+ 2

( ) 2( ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1( ) 1

( )

+ 2( ) 2( ),

 

≤ ≤

 

 

 

Где 1

( ), 2( ) −произв ФСР однор. ур-ие

 

 

(10). Из св-в 1 и 3 ФГимеем СЛАУ.

 

( )

 

 

 

 

( )

 

( )

 

( ) =

1

 

 

котимеетед реш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

( )

 

 

 

2

( )

 

 

 

 

 

 

1

( )

 

 

1

( )

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(12)

1( )

 

= 1( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

0( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2( )

 

= 2

( )

+

 

 

 

1( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0( ) ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и 2( )

 

 

из КУ. Послеэтого получим 1( )

и 2( )

 

 

ФГ.

 

 

 

Подставив(12) в (11),найдем 1( )

 

 

 

 

 

 

 

Замеч. Аналог образом можно строить ФГ если КЗ рассм на

[ , +),

(−∞, ], (−∞, +). А также в

случае,когда ( )

обращ в ноль на одном из концов. при этом КУ могут иметь спец вид.

 

 

 

 

 

Обычно это условиеограниченности на соотв конце.

 

 

 

[ , ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теор3. ФГКЗ (2)

симметрична : ( , ) = ( , )

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Док-во: Рассм ( , )

=

 

1

1

( ) 2( ),

 

 

1( )

2( )

 

 

 

 

( ) ( ) 2

( ) 1( ),

 

 

( ) = 1( )

2′

( ) =фор-ла

Остр-Лиув= (0) exp −∫

( )

=

(0) (0)

 

 

 

 

 

= (0) (0)

=

 

 

,

 

= ( , )

#

0

( )

 

( )

 

( )

 

( )

 

 

 

 

 

(

 

)