Главная > АСИМПТОТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ НЕЛИНЕЙНОЙ МЕХАНИКИ (Н. Н.МОИСЕЕВ)
<< Предыдущий параграф
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

Исследуя систему (8.1), мы предполагали, что $a_{m 1}
eq 0$. Это предположение было весьма существенным. Как мы увидим ниже, структура частных решений при $a_{m 1}=0$ будет, вообще говоря, другая. Тем не менее использованная схема рассуждений без каких-либо существенных изменений позволит нам построить систему линейно независимых решений и в этом случае. Рассмотрим для определенности тот случай, когда $a_{m 1}=0$, но $a_{m 2}
eq 0$.
Итак, рассмотрим систему уравнений (8.2), в которой $a_{m 1}=0$ :
\[
\left.\begin{array}{rl}
\dot{x}_{1} & =\lambda \mu(t) x_{1}+\lambda x_{2}+\sum_{j=1}^{m} a_{1 j}(t) x_{j}, \\
\dot{x}_{2} & =\lambda \mu(t) x_{2}+\lambda x_{3}+\sum_{j=1}^{m} a_{2 j}(t) x_{j}, \\
\cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \\
\dot{x}_{m-1} & =\lambda \mu(t) x_{m-1}+\lambda x_{m}+\sum_{j=1}^{m} a_{m-1, j}(t) x_{j}, \\
\dot{x}_{m} & =\lambda \mu(t) x_{m}+\sum_{j=2}^{m} a_{m j} x_{j}
\end{array}\right\}
\]

Решение этой системы мы снова будем искать в виде (8.2) и, следовательно, для функций $u_{i}$ и $\varphi_{i}$ получим снова систему (8.3). Однако в последнем уравнении этой системы старшие слагаемые в правой части будут теперь $a_{m 2} x_{2}$. Согласно общей схеме оно должно быть компенсировано слагаемым $u_{m \varphi}$. Эго нам даст следующее соотношение для показателей $k_{m}, k$ и $k_{2}$ :
\[
k_{m}+k=k_{2} \text {. }
\]

Таким образом, система уравнений (8.5) теперь будет такой:
\[
\left.\begin{array}{c}
k_{1}-k_{2}=1-k, \\
k_{2}-k_{3}=1-k, \\
\cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \\
k_{m-1}-k_{m}=1-k, \\
k_{m}-k_{2}=-k .
\end{array}\right\}
\]

Заметим, что в этой системе первое уравнение может быть рассмотрено независимо от других, которые образуют систему $m-1$-го порядка относительно неизвестных $k_{2}, k_{3}, \ldots, k_{m}$. Oпределитель этой системы равен нулю. Условие ее разрешимости, как мы видели выше, при изучении системы (8.5), состоит в том, что сумма членов в правом столбце должна равняться нулю. Отсюда мы получаем значение $k$
\[
k=\frac{m-2}{m-1} .
\]

Полагая снова $k_{1}=0$, мы находим
\[
k_{2}=-\frac{1}{m-1}, \quad k_{3}=-\frac{2}{m-1}, \ldots, \quad k_{m}=-\frac{m-1}{m-1}=-1 .
\]

Теперь для функции $x_{k}$ будем иметь следующие представления:
\[
x_{k}=\lambda^{-\frac{k-1}{m-1}} u_{k}^{*}(\lambda, t) \exp \int_{0}^{t}\left\{\lambda \mu(t)+\lambda^{\frac{m-2}{m-1}} \varphi^{*}(\lambda, t)\right\} d t .
\]

Для функций $u_{k}^{*}$ и $\varphi^{\prime}$ построим разложения типа (8.7). Подставляя эти выражения в уравнения (8.1′), мы получим следующую систему уравнений относительно функций $u_{k 0}$ :
\[
\left.\begin{array}{c}
u_{10} \varphi_{0}-u_{20}=0, \\
u_{20} \varphi_{0}-u_{30}=0, \\
\cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \\
u_{m-1} \varphi_{0}-u_{m 0}=0, \\
u_{m 0} \varphi_{0}-a_{m 2} u_{2 v}=0 .
\end{array}\right\}
\]

Составим разрешающее уравнение

Свертывая определитель, получим
\[
\varphi_{0}\left(\varphi_{0}^{m-1}-a_{m 2}\right)=0 .
\]

Уравнение (8.29) имеет один нулевой корень $\varphi_{0}=0$ и $m-1$ ненулевых корней
\[
\varphi_{0}=\sqrt[m-1]{a_{m 2}(t)} .
\]

Пусть сначала $\varphi_{0}
eq 0$. Тогда, считая $u_{10}$ произвольной функцией, находим
\[
u_{20}=u_{10} \varphi_{0}, \ldots, u_{m 0}=u_{10} \varphi_{0}^{m-1} .
\]

Корню $\varphi=0$ отвечает следующая система решений уравнения (8.28): $u_{10}$ – произвольная функция, $u_{20} \equiv u_{30} \equiv \ldots \equiv 0$. Расчет последующих членов разложения может быть проведен по схеме, которая была изложена выше.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru