Сферические функции, определения, построение системы базисных функций. Ортогональность, полнота, теорема о разложении, б/д.
Сферическими функциями называются любые нетривиальные решения задачи .
Построим систему базисных функций, для этого решим задачу: найти значения , при которых задача имеет не тривиальное решение. Будем решать задачу методом разделения переменных. Пусть, подставляем, домножив наи получаем:, получаем две задачи:и (5). Решаем (4).или (тоже самое), для того чтобы выполнялась периодичностьдолжно быть целым:. Тогда. Решаем (5). Сделаем замену:, учтем чтотогда. Делим (5) на:, получили уравнение для присоединённых функций Лежандра. Тогда получаем решение:.
П m
| - система базисных функций. Каждому соответствуетибазисных функций. (Чтобы их можно было называть базисными, нужно иметь в виду, что они являются базисными в пространстве функций на сфере). |
Эти сферические функции ортогональны между собой: , т.е. сферические функции образуют ортогональную систему в области.
Полученная система базисных функций является полной системой.
Теорема о разложении. Пусть - функция дважды непрерывно дифференцируемая , без особенностей, разлагается в ряд по сферическим функциям:, абсолютно и равномерно сходящийся, где коэффициенты определяются по формуле.
- 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.