7. Теорема о среднем значении.
Пусть функция, гармоническая на некотором открытом множестве — сфера причем шар принадлежит множеству Тогда
Короче: значение гармонической функции в центре сферы равно ее среднему значению по этой сфере.
Доказательство. Применим формулу (3.20) к функции и и шару Так как — гладкая функция, то интегралы, входящие в эту формулу, существуют и Следовательно, имеет место равенство
В первом интеграле можно перебросить дифференцирование с на и. Тогда, учитывая, что и есть гармоническая функция, получим
Но очевидно,
Поэтому, так как есть константа при получаем, что первый интеграл в (7.2) равен нулю. Из (7.2) и (3.10) следует (7.1). Теорема доказана.