7. Общие краевые задачи для систем разностных уравнений.
Задача (1), (2) является лишь простейшей краевой задачей для уравнения второго порядка.
Сформулируем без доказательства необходимые и достаточные условия хорошей обуслрвленности общих краевых задач для систем разностных уравнений на сеточном отрезке (В. С. Рябенький, ЖВМ и МФ 4, 2 (1964)).
Краевая задача состоит в отыскании вектор-функции
удовлетворяющей условиям
Здесь
— квадратные матрицы некоторого порядка
векторы той же размерности;
— матрицы, имеющие по
. столбцов и строк;
— матрицы, имеющие по
столбцов
строк;
— заданный
-мерный вектор;
— заданный
-мерный вектор.
Задача (1'), (2') хорошо обусловлена, если она имеет решение
при произвольных
причем
где М не зависит от
Относительно коэффициентов
будем предполагать, что
где
- матрица, определенная на отрезке 1, удовлетворяющая на этом отрезке условию гладкости
Далее, предположим, что
При этих ограничениях для хорошей обусловленности задачи (1'), (2') необходимо и достаточно, чтобы выполнялось каждое из следующих условий
1° Среди корней
и v уравнений
нет равных единице по модулю, причем корни
и v этих уравнений удовлетворяют каждый одному из следующих четырех неравенств:
где
не зависит от
Размерность
матриц равна числу тех корней
модуль которых меньше единицы, а размерность s матриц
равна числу тех корней v, модуль которых меньше единицы.
3° Среди решений
, задачи
и среди решений
задачи
нет ограниченных, отличных от тождественного нуля.
Последнему условию, 3°, можно придать вид необращения в нуль некоторых определителей с элементами, не зависящими от
Проиллюстрируем сформулированный критерий, исследовав условия хорошей обусловленности задачи
где
— некоторые числа;
. Корни уравнений
равны
Среди них нет равных единице по модулю, и условие не выполнено.
Условие 2° тоже выполнено, так как количество скалярных граничных условий на левой и правой границах равно
и равно числу тех корней
и V, которые меньше единицы по модулю.
Выясним, при каких значениях а задача