д^и
дги
.
|
да
д(3 ~ д х
5 ~
0,
« I / = о = <Ро(*)>
-gj
(5)
при сл ед у ю щ и х предположениях: функции !p0(Jc) и ®
i
(
jc
)
заданы на сегм ен те
причем
? » G C w [0, 1],
С егм ент [О, 1] является областью зависимости для тре
угол ьни ка Т рис. 48; в этом треугольнике реш ение задачи
Коши
существует, единственно и представимо формулой
Даламбера (формула (7.5) гл. 24). Из этой формулы легко
усмотреть, что решение задачи
(5) к £ С<4) (
Т)
и что назван
ная
задача
корректна
в паре
пространств (С<а) (7), fi2), где Ва
есть пространство пар Ф = (<ро> Ti)
__
с нормой
О
II ф II = || ср0
|| ср, II с.
1
).
Рис. 48.
Та ж е формула Даламбера показывает, что задача (5) не
корректна, например, & паре пространств (С*й)(7 ),
Bt)
при
любом
к
2.
ДОБАВЛЕНИЯ
Д О Б А В Л Е Н И Е !
ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
1.
О п р е д е л е н и е э л л и п т и ч е с к и х с и с т е м . Рас
смотрим систему
N
линейных уравнений в частных произ
водных с
N
неизвестными функциями
щ, щ,
uN
и с
т
независимыми переменными
х\, х%,
х т.
Нашу систему
можно записать так:
N
2
LJkuk — f j{ x ) ,
/ = 1 , 2,
N.
(1)
Здесь
LJk
— некоторые линейные дифференциальные вы
ражения;
х ,
как обычно, обозначает точку /я-мерного евкли
дова пространства с координатами
х и
х т.
В дальнейшем нам будет удобнее записывать систему (1)
в несколько иной форме.
Пусть а,, а8, . . . , ат — целые неотрицательные числа. Упо
рядоченную совокупность а — (а,, а2, . . . ,
ат)
назовем
муль~
тииндексолг,
через j а | будем обозначать сумму составляю
щих мультииндекса а:
а 1 = ai +
ai
+ • • • + аот.
Если £ — /гс-компонентный вектор: £ = (£,,
Е ), то будем
писать
Положим еще
DkU~ ’J ^ •
А = 1 , 2>• • • >«>
и
будем писать также
Если порядок дифференциального выражения
Ljh
равен
S j k,
то, очевидно, можно написать
L jknk
= 2
^
®
н*‘
M=£S/ft
Введем обозначение
2
A # (х) Da = Ljk
(х,
D);
(2)
ясно, что
Ljk (x, D
) есть полином относительно
D&
. . .
D m.
Теперь систему (1) можно представить в виде
Ljk
(х > D) uk — f j
(-*)>
J —
2i • • •» ^
*=1
или, если ввести матрицу порядка
N
L (x , D ) =
||
Ljk (x,
D ) ||';* = f
и N -компонентные векторы
U
----
{Ц\*
^-2, • ■ • > » л ) ,
/ = (Л,
А>
• • • > /л')>
— в виде
L {x , D ) u = f ( x ) .
(3)
Обозначим через
L%(x, D)
так называемую
главную часть
полиномиальной матрицы
L {x, D
); она получается, если в
формуле (2) удержать в левой части только те слагаемые,
у которы х 1 а |
= Sjb-
L*k{x, D )—
^
( * ) D"-
(4)
I “ I = •*■/*
Пусть ? = (?i,
. . . . &m) — произвольная точка простран
ства
E m.
Положим
L%{x,
«) = 2
4 ? ( * ) S e.
(5)
! “ I = s/*
Система (1) (или (3))
называется
эллиптической по
И.
Г.
Петровскому
[5] в точке
х,
если в этой точке
определитель D et/.°(jc, 5), где :
L° n ( x, t ) Цъ{ х Л )
L°(x,
*) =
L \ n ( x ,
S)
Цы( х,
?)
A/Vl (x ’
L/fi
(
X,
S) . . .
L%
n
(
X,
I)
обращается в нуль только при ^ — £а =
= Sm = О. Система
(1) называется эллиптической на некотором множестве, если
она эллиптична в каждой точке этого множества.
Легко видеть, что в случае одного уравнения второго
порядка определение эллиптичности по И. Г. Петровскому
совпадает с определением § 2 гл. 9.
Более общее определение эллиптической системы дано в
статье [H i-
Fi р и м е р 1. Уравнение
Д"«
= / ( х ) ,
О)
ГЛ6ь?
оператор Лапласа,
ап
— натуральное число, эллиптическое
по
И. I.
Петровскому. Действительно, в данном случае
N
—
1,
мат
рица (6) сводится к одному элементу
Lh
(*- 9 = i n (•*, £) = (;! + £! + ... + е*,)",
и ^ясно, что последнее выражение обращается в нуль лишь при
м — 5* — •.. =
ьт
= 0.
П р и м е р 2. Система уравнений статической теории упругости
имеет вид
1
д
и
-J- u grad di v
и
= / (л-).
(8)
Здесь
и
= (ы„ « „ ...,
йт)
и
f —
(
f lt f s,
. . . ,
f m) —
/я-компонентные
векторы,
и> -I
численный параметр. Матрица (6) в данном случае
имеет вид
S* + “ Sf-
“Si?«
...
“ 5 А
P + «5S ...
“ 5s5m
“ 'mSi
здесь обозначено 5* = £f + SI + • • • + ?£,•
Определитель последней матрицы вычисляется просто; он равен
(1 + «о)*"».
Отсюда ясно, что система (8) эллиптична при всех значениях пара
метра
ш,
за исключением ы = — I.
Е сл и зам ен и ть
f ( x )
на
<л/(х),
то при о> = оо получаем си стем у
g rad d iv
и = f ( x ) .
О на н е эллиптична: для нее о п редели тель матрицы (6) есть то ж д ест
венны й нуль. М ожно ск азать поэтому* ч то систем а уравнен ий ста
тической теории уп ругости элли п тична при всех зн ачен и ях п ар а
м етра <о, за исклю чением значений щ = — 1 и oi = co.
2.
П о с т а н о в к а к р а е в о й з а д а ч и . У с л о в и е д о
п о л н и т е л ь н о с т и . Если размерность пространства
Do'stlaringiz bilan baham: |