Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
9. Доказательство теоремы В.М. Попова.Помимо статей В.М. Попова [73] развитому им методу и дальнейшему его усилению посвящена обширная литература [3, 22, 54]. Из многих вариантов доказательства теоремы В.М. Попова ниже излагается доказательство, предложенное в монографии [3].
Как показано в п. 6, доказательство теоремы достаточно провести лишь в предположении, что в формуле (36)
при выбранной произвольно, но фиксированной функции Если подставить функции
то есть функция Поэтому можно указанные выше функции
где функция Обозначим теперь через
где
определяется решением системы линейных неоднородных уравнений
при тех же начальных условиях, при которых согласно (73) была определена функция
Отсюда следует, что
Решение эквивалентного системе скалярных уравнений (78) неоднородного векторного дифференциального уравнения
можно представить в следующем виде:
где
Элементы
где
В рассматриваемом здесь основном случае все нули
Из (82), (77) и (4) следует, что
где
Таким образом,
Дифференцируя (86), имеем
Из (86) и (90) можно получить следующее выражение:
Обозначим теперь
Изображения Фурье для функций
В соответствии с (14) и (78) будем иметь
При нулевых начальных условиях уравнению (93) соответствует следующее уравнение в изображениях Фурье:
Здесь слева стоит (91) в новых обозначениях (92) принимает вид
Переходя к изображениям Фурье и учитывая (94), получим
Здесь учтено, что изображение Фурье для
Тогда соотношение (96) примет вид
В рассматриваемом здесь основном случае условие (36) теоремы Попова можно заменить неравенством
где
откуда и вытекает условие (99). Кроме того, как установлено выше,
Поэтому согласно лемме 2 будем иметь
где
Функция (92), линейно и однородно зависит от начальных данных и не зависит от величины Т. Поэтому положительная постоянная С зависит однородно и квадратично от начальных данных и стремится к нулю, когда эти начальные данные стремятся к нулю. От величины Т постоянная С не зависит. Подставляя выражение (92) для
Разбивая левую часть неравенства (103) на два интеграла, получим
Прибавляя к обеим частям неравенства (104) положительную величину
приходим к неравенству
Здесь постоянная В левой части (106) каждый интеграл неотрицателен. Поэтому будут иметь место неравенства
Из неравенства (108) при условии, что Поэтому допустим сначала, что
чем основное условие (6)
то есть что
где величина L стремится к нулю вместе с начальными отклонениями, поскольку этому свойству удовлетворяет Так, например, заменяя
Отсюда, заменяя произвольную величину Т на
Но тогда в силу известных свойств линейных дифференциальных уравнений в рассматриваемом основном случае ограничены и решения
где постоянные Это вытекает из следующего известного свойства решений систем неоднородных линейных уравнений в устойчивом случае: если правые части ограничены в интервале либо стремятся к нулю при Из (113) следует, что тривиальное решение системы (1) Обратимся теперь к неравенству (107). Здесь под интегралом стоит функция
которая положительна в силу неравенства (109) при любом
Таким образом, выполнены все условия леммы 1. В соответствии с леммой 1 заключаем, что при произвольных начальных условиях
Из (115) следует, что
Соотношение (116) можно переписать так: При этом, в соответствии с замечанием о свойствах решений дифференциальных уравнений (стр. 106), из уравнений (75) следует, что
Изложенным исчерпывалось бы доказательство теоремы Попова, если бы в ходе доказательства мы не заменили угол
|
1 |
Оглавление
|