Функция Грина для краевой задачи с уравнением Пуассона. Её построение методом отображений.

(1)Точкар принадлежит области D, ограниченной контуром Г.

Воспользуемся формулой: , мы не знаем, как находитсяи, соответственно, не можем найти точное решение - избавимся от слагаемого, которое её содержит. Воспользуемся второй формулой Грина для функцийи. Из второй формулы Грина следует.

В качестве w выберем любую гармоническую функцию в D, такую что: , то есть мы выбираем её так, чтобы на границе она совпадала с.

Вычитая два этих выражения, получаем: . Пусть, тогда:,- функция Грина задачи Дирихле.

Функция Грина является решением задачи (1), удовлетворяет уравнению:. Проинтегрируем по шару:

Функция Грина задачи , это решение следующей задачи:.

Её физический смысл. Рассмотрим заряд величины в точке р, его потенциал в точкеQ: , функцияподправляет его так, чтобы на границе он равнялся нулю. Если представить, что этот заряд находиться внутри шара, сделанного из металлической сетки, то можно сказать, чтомоделирует заземление.

Функция Грина в двухмерном случае: . Мы получили решение задачи (1) через функцию Грина, но саму функцию Грина не нашли, для этого надо решить задачу для, найти. Пусть точкапринадлежит области, ограниченной. Ищемвиде потенциала:подбираем точки, сажаем в них заряды, так чтобы суммарный потенциал на границе был = 0 – метод электростатических изображений..

7. Содержание

   • Оглавление
   • Первая и вторая формулы Грина с оператором, следствия.
   • Гармонические функции. Интегральное представление. Их основные свойства.
   • Примеры
   • Свойства гармонических функций.
   • Теорема о среднем для гармонических функций
   • Теорема о максимумах и минимумах для гармонических функций. Единственность и корректность задач Дирихле.
   • Следствия:
   • Функция Грина для краевой задачи с уравнением Пуассона. Её построение методом отображений.
   • Функция Грина для задачи с уравнением, понятия, определения.
   • Решение задач с её помощью
   • Построение функции Грина в одномерном случае на отрезке
   • Теория потенциалов, определение, основные свойства.
   • Объёмный потенциал
   • Потенциал простого слоя
   • Потенциал двойного слоя
   • Решение задач Дирихле с уравнением Пуассона методом теории потенциалов
   • Сводная таблица6 общие сведения о потенциалах:
   • Понятие о корректно и некорректно поставленных задачах математической физики, примеры.
   • Уравнение с операторомс особенностью, свойства, ограниченность, постановка задачи.
   • Уравнение Бесселя.
   • Особенность, построение ограниченного решения .
   • Общее решение, ,,,понятие о функциях .
   • Асимптотика решений уравнения Бесселя, нули функции Бесселя.
   • Краевая задача на собственные значения: ,её решение, ортогональность собственных функций, теорема Фурье-Бесселя б/д.
   • Модифицированное уравнение Бесселя, ограниченность решения , свойства, общее решение, понятие о функции .
   • Сводная таблица.
   • Краевая задачас двумя особыми точками на концах отрезка. Граничные условия. Условия самосопряжённости оператора.
   • Уравнение гипергеометрического типа.
   • Приведение к самосопряжённому виду. Весовые функции . Уравнение для производных(в следующем пункте).
   • Решение в виде полиномов. Формула Родрига.
   • Ортогональные решения полиномов. Свойства нулей.
   • Примеры: уравнения, краевые задачи, определение и свойства полиномов
   • Полиномы Лежандра.
   • Полиномы Чебышева-Лягера.
   • Чебышева-Эрмита.
   • Сводная таблица для уравнений гипергеометрического вида.
   • Уравнения, краевая задача для присоединенных полином Лежандра. Решения. Основные свойства.
   • Уравнение Лапласа в сферических координатах. Схема решения методом разделения переменных.
   • Сферические функции, определения, построение системы базисных функций. Ортогональность, полнота, теорема о разложении, б/д.