- •1. Тригоном. Сист ф-ций. Тригоном ряд Фурье.
- •2. Ряд Фурье по ортогон-й системе элементов гильбертова пр-ва. Неравенство Бесселя.
- •3. Полные и замкнутые системы ф-ций.
- •5. Интеграл Дирихле
- •6. Сходимость и равномерная сходимость тригонометрического ряда Фурье. Воздействие гладкости функции на порядок её коэффициентов Фурье.
- •7. Почленное дифференцирование рядов Фурье
- •8. Комплексная форма ряда Фурье.
- •10.Интеграл Фурье и его комплексная форма
- •12. Понятие обобщённой функции
- •13. Преобразование Лапласа
- •14.Особенности оригиналов и образов при преобразовании Лапласа.
- •15.Особенности оригиналов и образов при преобразовании Лапласа
- •16.Связь преобразования Лапласа с преобразованием Фурье
- •17. Применение операционного исчисления к решению линейных дифф ур-й.
- •18. Общая характеристика математических моделей, соответствующих физическим процессам.
- •20. Приведение к каноническому виду лин ур-й 2-го порядка с двумя независимыми переменными (случай гиперболического типа).
- •21. Приведение к канонич-му виду лин ур-й 2-го порядка с двумя независ-ми переем-ми (случай парабол-го типа).
- •22. Приведение к каноническому виду линейных уравнений второго порядка с двумя независимыми переменными (случай эллиптического типа).
- •23. Физические задачи, которые приводят к уравнениям гиперболического типа. Колебания струны
- •24. Физические задачи, которые приводят к уравнениям гиперболического типа. Колебания мембраны. Поперечные колебания мембраны.
- •25. Постановка краевых задач для уравнений 25 гиперболического типа
- •26. Корректные и некорректные задачи матфизики. 26 Пример Адамара
- •27. Уравнение колебаний на бесконечной прямой
- •28. Метод волн, которые распространяются. 28
- •29. Уравнение колебаний в ограниченной области 29
- •30. Единственностьрешенияволновогоуравнения.
- •31. Постановка задачи Коши для уравнений с частными производными. Теорема с. Ковалевской.
- •32. Метод Фурье для уравнений свободных колебаний струны.
- •33. Общая схема метода Фурье для уравнений гиперболического типа.
- •34. Метод Фурье для уравнения гиперболического типа в многомерном случае.
- •35. Вынужд-е колеб-я струны, закреплённой на концах.
- •36.Вынужденные колебания струны с подвижными концами. Неоднородное гиперболическое уравнение.
- •38. Метод спуска. Метод отображения.
- •39. Формула Кирхгофа – Соболева
- •40. Задачи с данными на характеристиках.
- •41. Метод Римана решения задачи Коши для гиперболического уравнения на плоскости.
- •42.Уравнение распространения тепла.
- •43.Уравнение диффузии газов.
- •45. Уравнение теплопроводности в ограниченной области. Принцип максимума для уравнения теплопроводности. Единственность и устойчивость решения.
- •46. Метод разделения переменных для уравнения параболического типа. Функция источника.
- •47. Уравнение теплопроводности на бесконечной прямой.
- •48. Уравнение теплопроводности на полу бесконечной прямой.
- •49. Теплопроводность в полу бесконечном пространстве.
- •50. Понятие обобщённого решения для уравнения с частными производными.
- •51. Уравнение Лапласа. Формулы Грина.
- •52. Общие особенности гармонических функций.
- •53. Внутренние краевые задачи для уравнения Пуассона. Единственность и устойчивость решения. Наружные краевые задачи для уравнения Лапласа.
- •54. Метод Фурье на круговых областях для уравнения эллиптического типа.
- •55. Метод Фурье на прямоугольных областях для уравнения эллиптического типа.
- •56.Метод Фурье на цилиндрических областях для уравнения эллиптического типа.
- •57.Объёмный потенциал
- •58.Потенциал простого и удвоенного слоя.
- •59.Сведение краевых задач к интегральным уравнениям Фредгольма второго рода.
- •60.Решение краевых задач методом функции Грина.
- •61. Уравнение Гельмгольца (принцип максимума, фундаментальное решение и потенциалы).
- •62. Уравнение Гельмгольца (построение решения на неограниченной области, условия излучения и лимитирующего поглощения).
- •63. Интегральные уравнения с симметричными ядрами (частные значения и частные функции).
- •64. Задача Штурма-Лиувилля и интегральные уравнения.
- •65. Разностная схема (решение задачи Дирихле методом конечных разностей).
- •69. Сферические функции
- •70. Применение специальных функций.
60.Решение краевых задач методом функции Грина.
Пусть U(M)
гармонич. Функция в области
,
непрерывна вместе со своими произв.
1-го порядка вплоть до границыS
области 𝛺
, тогда
U(M)=
- (1), гдеr-расстояние(M0M);
M0
–фиксированная точка ,лежащая внутри
𝛺
;M-
перемен. Точка поверхности S;
dS=0
– (2). Вычтем (2)из(1): U(M0)=
-
,G(MM0)=
+g(M,M0)
– эту функцию будем называть функцией
Грина. Решение внутренней задачи Дирихле:
=0,
𝛺 ,
U|S=f(M)
U(M0)=-
Свойства: 1) ф. Грина
G(M,M0)
на области 𝛺
принимает
положительное значение;2) на области 𝛺
функция
Грина удовлетв. Двойному неравенству
0<G(M,M0)<
;
3)ф. Грина на области𝛺
симметрична,
т.е. G(MM0)=G(M0M).
В двумерном случае ф. Грина опред.:
G(M,M0)=
ln
+ g(M,M0);
U(M0)=
-
U|l=f(M).
Ф. Грина , задача Неймана: Для решения воспользуемся формулой:
U(M0)=
- (3) она не выражает решение задачи
Неймана, поскольку содержит значение
самой функцииU
на поверхности S.
Также введём в рассмотрение функцию
g(M,M0)
кот. Как и функция т. М является гармоничной
в области 𝛺
и непрерывна
со своими первыми произв. До границы 𝛺
. Применим
2-ю ф-ю Грина:
- (4);
|S=
-
,mess-площадь
поверхности S.
G(M,M0)=
+g(M,M0)-ф.
Грина внутри задачи Неймана. Решение
внутр задачи Неймана с граничным
условием:
|S=f(P);
U(M0)=
+
U(P)dS.
На плоскости функция Грина имеет вид:
G(M,M0)=
ln
+ g(M,M0).
61. Уравнение Гельмгольца (принцип максимума, фундаментальное решение и потенциалы).
Физические процессы описываемые ур-ем Г-г. будем называть:
.
Если ур-е равно 0, имеем однородное ур-е
Г-г., если не равно 0 – неоднородное. При
C=0
ур-е Г-г превращается в ур-е Лапласа.
Принцип
максимума:
Пусть
удовлетворяет уравнению Гельмгольца
с
.
Тогда функция не может достигать
положительных максимальных и отрицательных
минимальных значений во внутренней
области.
Найдём
фунд. решение ур-я Г-г.,
т.е решение обладающее сферической
симметрией, переходя к сферическим
корд. будем иметь, что ф-ия V=V(ρ),
зависит только от длины рад.вектора.,
тогда в сферич. корд. однородное ур-е
Г-г. превращ. в обыкнов. диф. ур-е 2-го
порядка.
(1)
Для рассмотр. данного ур-я введём ф-ию
,
(2)
- линейн. диф. ур-е с постоян. коэф. Св-ва
их решений зависит от знака λ:
1) λ= -k2 < 0, тогда для ур-я (2) найдём 2 решения образующ.
функцию
Г-г.
и (
.
Учитывая замену получ. 2 фунд. решения
однор. ур-я Г-г.
,

2)
λ= k2
>
0, возьмём комплексно значимые решения
,
отсюда
,
Рассмотрев
ур-е Г-г.
(3)
с заданной функциейf
и носителем замыкания Ω, с с физ .точки
зрения речь идёт о нахождении А установивш.
колеб., возник за счёт источн. в области
Ω . Использ. фунд. решение ур-я (3) заключаем
что каждый из объёмных потенциалов ω3
и
ω4
явл. решением ур-я (3). На бесконечности
естественно А-колебаний уменьшается,
но ω3
→0
и ω4→0,
когда точка P0
уходит
в бесконечность, поэтому чтобы выделить
описываемый физ.процесс, дополнительно
требуют выполнение, так называемых
условий излучения:
;

