|
Исследование асимптотики собственных значений одной квазидифференциальной краевой задачи второго порядка
М. Ю. Ватолкин Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова, ул. Студенческая, д. 7, г. Ижевск, 426069, Россия
Аннотация:
Для квазидифференциальной краевой задачи Штурма–Лиувилля на собственные значения и собственные функции, рассматриваемой на отрезке $J=[a,b]$, с краевыми условиями I рода слева, I рода справа, т. е. для задачи вида (в явной форме записи)
\begin{gather*}
p_{22}(t)\Big(p_{11}(t)\big(p_{00}(t)x(t)\big)^{\prime} +p_{10}(t)\big(p_{00}(t)x(t)\big)\Big)^{\prime}+ p_{21}(t)\Big(p_{11}(t)\big(p_{00}(t)x(t)\big)^{\prime} +p_{10}(t)\big(p_{00}(t)x(t)\big)\Big)+ \\ +p_{20}(t)\big(p_{00}(t)x(t)\big)= -\lambda \big(p_{00}(t)x(t)\big) \ (t\in J=[a,b]),\\ p_{00}(a)x(a)=p_{00}(b)x(b)=0,
\end{gather*}
строится асимптотика собственных значений. Требования на гладкость коэффициентов (т. е. функций $p_{ik}(\cdot):J\to {\mathbb R}, k\in 0:i, i\in0:2)$ в уравнении минимальные: функции $p_{ik}(\cdot):J\to {\mathbb R}$ таковы, что функции $ p_{00}(\cdot) $ и $ p_{22}(\cdot) $ измеримы, неотрицательны, почти всюду конечны и почти всюду отличны от нуля, функции $p_{11}(\cdot)$ и $p_{21}(\cdot)$ также неотрицательны на отрезке $J,$ кроме того, функции $ p_{11}(\cdot) $ и $ p_{22}(\cdot) $ ограничены в существенном на $J,$ функции $$ \dfrac{1}{p_{11}(\cdot)},\ \ \dfrac{p_{10}(\cdot)}{p_{11}(\cdot)},\ \ \dfrac{p_{20}(\cdot)}{p_{22}(\cdot)},\ \ \dfrac{p_{21}(\cdot)}{p_{22}(\cdot)},\ \ \dfrac{1}{\min \{ p_{11}(t) p_{22}(t), 1 \}} $$ суммируемы на $J.$ В роли потенциала выступает функция $p_{20}(\cdot).$ Доказывается, что при условии неосцилляции однородного квазидифференциального уравнения второго порядка на $J$ асимптотика собственных значений рассматриваемой краевой задачи имеет вид $$ \lambda_k=\big(\pi k\big)^2 \Big(D+O\big({1}\big{/}{k^2}\big)\Big) $$ при $k \rightarrow \infty,$ где $D$ — вещественная положительная константа, определяемая некоторым образом.
Ключевые слова:
собственная функция, собственное значение, степенной ряд, оценки для коэффициентов, квазидифференциальное уравнение, краевая задача, сумма ряда, представление собственных функций в виде сумм степенных рядов.
Поступила: 13.02.2023 Исправленный вариант: 30.03.2023 Принята к публикации: 29.05.2023
Образец цитирования:
М. Ю. Ватолкин, “Исследование асимптотики собственных значений одной квазидифференциальной краевой задачи второго порядка”, Изв. вузов. Матем., 2024, № 3, 15–37
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/ivm9960 https://www.mathnet.ru/rus/ivm/y2024/i3/p15
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 57 | PDF полного текста: | 4 | Список литературы: | 17 | Первая страница: | 14 |
|