§ 4. Бесконечная скорость теплопередачи ................. . . . . . . 485
Г л а в а 24. Задача Коши для волнового ур авн ен и я.................... 486
§ 1. Применение преобразования Ф у р ь е .......................................486
§ 2. Преобразование решения.............................................................489
§ 3. Случай трехмерного пространства.......................................... 493
§ 4. Обоснование формулы Кирхгофа............................................. 495
§ 5. Задний фронт волны.............................■ ...................................... 498
§ 6. Случай
т —2
(уравнение колебаний м ем бран ы )............. 500
§ 7. Уравнение колебаний струн ы ................................................... 501
§ 8. Волновое уравнение с переменными коэффициентами. . 503
Р а з д е л VII. Корректны е и некорректные з а д а ч и .................507
Г л а в а 25. О корректности задач математической физики. . . 507
§ 1. Основная т е о р е м а ..........................................................................507
§ 2. Положительно определенные задачи....................................... 509
§ 3. Задача Дирихле для однородного уравнения Л апласа. . 510
§ 4. Внешняя задача Неймана............................................................. 511
§ 5. Внутренняя задача Н еймана...................................................... 514
§ 6. Задачи теплопроводности............................................................. 517
§ 7. Задачи для волнового уравнения............................................. 519
§ 8. О некорректности задач математической физики............. 521
Д о б а в л е н и я ................................................................................ ...................... 524
Добавление 1. Эллиптические си ст ем ы .......................................... 524
Добавление 2. О задаче Коши для гиперболических уравне
ний.
В. М. Бабич
.............................................................................532
Добавление 3. Некоторые вопросы теории общих дифферен
циальных операторов.
В. Г. М аэья
....................................... 545
Добавление 4. Нелинейные эллиптические уравнения второго
порядка.
И. Я- Бакельман
..........................................................555
Литература . . • .................................... ............................................................ 569
Предметный указатель....................................................................................574
Предлагаемая книга является переизданием учебника «Курс
математической физики» профессора Соломона Григорьевича Мих-
лина, который много лет работал на математико-механическом
факультете Санкт-Петербургского (Ленинградского) университета.
С. Г . Михлин — крупный отечественный ученый, широко извест
ный в России и за рубежом (доктор Honoris Causa Технического
университета Карл-Маркс-Штадта, член Академии естествоиспы
тателей Леопольдина, иностранный член Итальянской националь
ной Академии Lincei). В то же время С. Г. Михлин был блестящим
лектором и автором многих книг (учебников и монографий), кото
рые и в настоящее время не потеряли своей актуальности.
Изложение материала в книге построено столь искусно, что
читатель без усилий сразу попадает в прекрасный математичес
кий мир, сплетенный из элементов теории обобщенных произ
водных, теорем вложения С. Л. Соболева, элементов вариацион
ного и счи слен и я и теории миним ум а эн ер гети ч еск ого
функционала. Далее следуют элементы теории интегральных
уравнений, задачи Дирихле и Неймана для эллиптических урав
нений второго порядка, нестационарные уравнения (уравнения
теплопроводности, волновое и метод Фурье для них); заключи
тельный раздел посвящен корректным и некорректным задачам.
В четырех добавлениях кратко рассмотрены эллиптические сис
темы, задачи Коши для гиперболических уравнений, некоторые
вопросы теории общих дифференциальных операторов и нели
нейные эллиптические уравнения второго порядка; последние
три добавления написаны профессорами В . М. Бабичем ,
В. Г . Мазья и И. Я. Бакельманом соответственно.
Книга содержит вполне современное изложение фундамен
тальных фактов математической физики; при этом подаваемый
материал легко воспринимается и запоминается. Эта книга при
несет несомненную пользу студентам, аспирантам и всем тем
читателям, которые заинтересованы в быстром освоении курса
математической физики.
А.
И . К О Ш Е Л Е В
Ю. К. Д Е М Ь Я Н О В И Ч
Предлагаемый вниманию читателей курс представляет со
бой несколько расширенное изложение лекций по математичес
кой физике, которые я читал студентам-математикам Ленин
градского университета в течение последних лет.
Как обычно, курс содержит только теорию линейных урав
нений в частных производных, почти исключительно второго
порядка. Естественным образом основное место в книге занима
ют наиболее разработанные и наиболее важные для приложений
три классических типа уравнений: эллиптические, параболичес
кие и гиперболические.
Уравнений двух последних типов можно, по крайней мере ло
кально, рассматривать как абстрактные обыкновенные дифферен
циальные уравнения, содержащие неизвестную функцию также и
под знаком эллиптического оператора. Отсюда можно сделать вывод,
что эллиптический тип — основной для классической математи
ческой физики и что начинать изучение нужно именно с него.
Легко выявляются особая роль и особая разработанность по
ложительно определенных задач (т. е. задач с положительно оп
ределенной энергией) Они хорошо решаются вариационным ме
тодом, при этом естественным образом вводятся обобщенные
решения. Такая точка зрения позволяет без дополнительно оп
ределенных задач и тем самым сразу выйти далеко за пределы
классического курса.
Я считаю целесообразным до перехода к нестационарным
уравнениям и к методу Фурье дать теорию собственного спект
ра положительно определенных операторов, что легко делается
с помощью вариационного метода. На основе этой теории реша
ется смешанная задача для нестационарных уравнений: метод
Фурье сводится к разложению по собственному спектру и без
большого труда может быть обоснован в терминах обобщенных
(а иногда и классических) решений. Спектральное разложение
используется и для решения задачи Коши, но для уравнений с
постоянными коэффициентами — теплопроводности и волново
го — она проще и с достаточной общностью решается через пре
образование Фурье по координатам.
Свое место в курсе находит и теория потенциала. Ограни
читься только положительно определенными задачами невозмож
но: это видно хотя бы на задачах Дирихле и Неймана для урав
нения Лапласа в случае бесконечной области или на задаче о
косой производной. Метод потенциалов излагается для уравне
ния Лапласа, где его легче применять и где он сразу дает убеди
тельные результаты.
Все изложение строится для общего случая многомерного
пространства.
Сказанное приводит к следующему построению курса. Ос
новной текст делится на семь разделов неодинаковой величины.
Из них первые три раздела — вспомогательные. Впрочем,
Do'stlaringiz bilan baham: |