62. Уравнение Гельмгольца (построение решения на неограниченной области, условия излучения и лимитирующего поглощения).

Ур-е Г-г. ,Если , равно 0, имеем однородное ур-е Г-г., если не равно 0 – неоднородное. При λ=0 ур-е Г-г превращается в ур-е Лапласа.

В случае неограниченной области убывающее на бесконечности решение Г. ур. не является единственным при λ>0 . В этом случае для выделения единств. решения ставят дополнит. условия излучения - один из возможных видов граничных условий на бесконечности, к-рые выделяют единств, решения краевых задач для ур-ний, описывающих установившиеся колебания. Введены для Гелъмголъца уравнения du+k2u=f(r). В пространстве трёх измерений усл. излуч. для волнового поля и таковы: при r'' : u ~ r^-1, lim r(dU/dr - iku)=0. В двумерном пространстве при r'': u~r^-1/2, lim r ^1/2(dU/dr - iku)=0. Всякое решение однородного ур-ния Гельмгольца, удовлетворяющее второму условию, удовлетворяет и первому при k>0. Для др. эллиптич. ур-ний усл. излучения не всегда определяют условия разрешимости краевой задачи, поэтому развиты др. способы выделения единств, решения. Согласно принципу предельного поглощения, решение в среде без поглощения является пределом огранич. решения в поглощающей среде при стремлении поглощения к нулю.

63. Интегральные уравнения с симметричными ядрами (частные значения и частные функции).

Пусть имеется и. у. 2-го рода с действительным симметричным ядром:

достаточно предполагать, что симметричное ядро К измеримо на квадрате [а, b]X[ а, b] а свободный член f и искомая функция j - интегрируемые с квадратом функции на отрезке [ а, b]

Изучим ряд общих свойств собственных чисел и собственных функций однородного симметричного и. у.:

Уравнение (3) обладает по крайней мере одним собственным числом (когда К почти всюду не равно нулю); собственные функции, принадлежащие различным собственным числам,- ортогональны; собственные числа - действительны; на любом конечном сегменте значений параметра X может находиться лишь конечное множество собственных чисел.

Множество всех собственных чисел уравнения (3) наз. спектром этого уравнения {m1, m2, ..., ..., mn,...}; каждому числу mn спектра соответствует конечное множество линейно независимых собственных функций. Собственные числа и собственные функции можно расположить в виде последовательностей: так, что абсолютные величины собственных чисел не убываюткаждое собственное число повторяется столько раз, сколько собственных функций ему соответствует. Поэтому каждому числу mk в (4) соответствует лишь одна собственная функция. Можно считать, что система функций {jk} ортонормирована. Последовательности (4) наз. системой собственных чисел и собственных функций симметричного ядра К или уравнения (3). Нахождение этой системы равносильно полному решению однородного симметричного и. у. (3).

Зная систему (4) собственных чисел и собственных функций, можно построить решение неоднородного уравнения (1).

Теорема: Если X не является собственным числом ядра К, то симметричное и. у. (1) имеет единственное решение Ф, выражаемое формулой где lk- собственные числа, fk - коэффициенты Фурье функции f относительно ортонормированной системы {jm} собственных функций ядра, т. е.