- •1.Классификация уравнений в частных производных в точке (в области).
- •2.Приведение к каноническому виду уравнения 2 – го порядка в случае
- •3.Приведение к каноническому виду уравнений второго порядка с постоянными коэффициентами в случае независимых переменных.
- •4.Постановка задачи Коши. Теорема Ковалевской
- •5.Корректность постановки задачи. Пример Адамара.
- •6. Уравнения колебания струны
- •7.Малые продольные колебания упругого стержня
- •8.Малые крутильные колебания вала.
- •9. Телеграфное уравнение. Частные случаи.
- •10. Уравнение колебания мембраны
- •11. Уравнение теплопроводности
- •12.Задача Коши для одномерного волнового уравнения.
- •13.Осреднение функции на сфере и трехмерное волновое уравнение.
- •14.Задача Коши для трехмерного волнового уравнения. Формула Кирхгофа
- •15.Задача Коши для волнового уравнения. Метод спуска. Формула Пуассона.
- •16.Единственность и устойчивость решения задачи Коши для волнового уравнения.
- •17.Элементарное (фундаментальное) решение уравнения теплопроводности.
- •18.Задача Коши для уравнения теплопроводности.
- •19.Принцип экстремума для уравнений теплопроводности.
- •20.Единственность и устойчивость решения задачи Коши для уравнения теплопроводности.
- •21.Задача Штурма-Лиувилля. Свойства собственных значений и собственных функций.
- •22.Метод Фурье решения смешанных задач для однородных уравнений гиперболического и параболического типа.
- •23.Самосопряженность дифференциального оператора. Формулы Грина.
- •24.Смешанные задачи для неоднородных уравнений. Задачи с неоднородными граничными условиями.
- •25.Единственность решений смешанных задач для волнового уравнения и уравнения теплопроводности.
- •26.Свободные колебания прямоугольной мембраны.
- •27.Уравнение Бесселя. Функции Бесселя.
- •28.Радиальные колебания круглой мембраны.
- •29.Крутильные колебания вала с диском на конце.
- •30.Уравнение эллиптического типа.
- •31. Определение гармонической функции. Фундаментальное решение уравнения Лапласа
- •32. Решение задачи Дирихле для ур-я Лапласа внутри и вне круга.
- •33.Внутренняя и внешняя задача Неймана для круга. Необходимое условие существования. Теорема Гаусса
- •34. Метод Фурье решения задач Дирихле и Неймана для круговых областей.
- •35. Интегральное представление произвольной функции
- •36. Свойства гармонических функций: аналитичность и теорема о среднем на сфере
- •37.Свойства гармонических функций: принцип максимума/минимума.
- •38 Единственность и устойчивость решения задачи Дирихле.
- •39. Функция Грина в задаче Дирихле.
- •40.Функция Грина в задаче Неймана.
- •41.Формула Пуассона решения внутр. Задачи Дирихле для шара
- •42.Формула Пуассона решения задачи Дирихле для круга
- •43.Неравенство Харнака. Теорема Лиувилля
- •44. Поведение производных гармонической функции на бесконечности.
- •45. Единственность решения задачи Неймана.
- •46.Потенциалы:объемный, простого слоя, двойного слоя.
- •47. Свойства объемного потенциала
- •48. Свойства потенциала простого слоя
- •49.Свойства потенциалов двойного слоя.
- •50.Сведение краевых задач к интегральным уравнениям
48. Свойства потенциала простого слоя
А)
Потенциал простого слоя несущей
поверхности является функцией
гармонической
,
если несущая поверхность ограничена,
то
Б) Потенциал простого слоя определен во всем пространстве.
Нам
нужно показать, что если точка М
принадлежит несущей поверхности, то
интеграл
,
где
некоторая малая окрестность точки М
является сходящимся.
Интеграл сходиться и следовательно определен всюду.
В)
Потенциал простого слоя с не прерывной
плотностью
является функцией непрерывной во всем
пространстве
Утверждение: Потенциал простого слоя имеет производную по нормали по несущей поверхности из нутрии и из вне, причем :
Из
вне :
Изнутри
:
49.Свойства потенциалов двойного слоя.
В
дальнейшем нам понадобится понятие
поверхности Ляпунова. Замкнутую
поверхность
будем называть поверхностью Ляпунова,
если выполняются следующие условия:
1)
В каждой точке поверхности существует
касательная плоскость. Это позволяет
в каждой точке поверхности построить
местную или локальную систему координат,
ось
которой направлена по внешней нормали
поверхности.
2)
В этой системе координат часть поверхности,
заключено внутри шара с центром в начале
координат и достаточно малого радиуса
имеет уравнение:
причем частные производные
являются непрерывными функциями. Можно
показать, что если
ограниченная замкнутая поверхность
Ляпунова, то существует постоянная
Т
еорема
1. Вне
точек несущей поверхности потенциал
двойного слоя является функцией
гармонической
Теорема 2. Потенциал двойного слоя определен всюду.
Теорема:
Потенциал двойного слоя имеет пределы
при стремлении т.
к т.
,
несущей поверхности изнутри и извне.
Если обозначить
предел и из вне,
предел изнутри, то
50.Сведение краевых задач к интегральным уравнениям
Рассмотрим
замкнутую поверхность Летунова и
- задача Дирихле
Будем
искать решение задачи Дирихле в виде
потенциала двойного слоя
с неизвестной плотностью.
Выберем
функцию μ(ζ) таким образом, чтобы значение
потенциала двойного слоя в точке
принадлежало некоторой поверхности,
совпадающей с f(
).
При
решении внутренней задачи Дирихле
В
случае внешней задачи:
Решив одно из этих уравнений, найдем неизвестную плотность μ(x). Подставим её вместо неизвестной плотности в интеграл двойного слоя, решение задачи Дирихле сведется к взятию поверхностного интеграла.
Если
имеем задачу Неймана:
, то решение ищется в виде потенциала
простого слоя U(x)=
с неизвестным ρ(x).
Необходимо учитывать что в точках
границы значение потенциала должно
совпадать с соответствующим значением
производной по нормали.
Для
внутренней задачи неизвестная плотность
определяется уравнением: f(x)=
а для внешней: f(x)=
.
