Главная > Курс высшей математики, Т.4. Ч.1
<< Предыдущий параграф Следующий 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

53. Уравнения Вольтерра специального вида.

Рассмотрим уравнения Вольтерра с ядром, зависящим лишь от разности своих двух аргументов:

Предположим, что непрерывные функции стремятся к нулю при и имеют оценку

где постоянные А и , а постоянные . Пусть верхние границы значений при . Применяя к уравнению (333) метод последовательных приближений [50], получим для при оценку Отсюда видно, что к функциям применимо одностороннее преобразование Лапласа при , и мы получаем преобразованные функции:

регулярные в полуплоскости . Применяя к обеим частям (333) одностороннее преобразование Лапласа и пользуясь формулой свертывания, будем иметь

откуда

Выше мы видели, что функция должна быть регулярной в полуплоскости Отсюда ввиду полной независимости вытекает, что знаменатель написанной дроби не должен иметь корней внутри упомянутой полуплоскости. Совершая обращение первой из формул (335), получим

Итак, определяя функции по формулам (335) и по формуле (336), мы получим по формуле (337) решение уравнения (333) в явном виде. Заметим, что при определении функции в конечном промежутке , мы согласно уравнению (333) используем значения только из упомянутого выше промежутка, и можем, таким образом, продолжить эти функции вне указанного промежутка любым образом и, в частности, так, чтобы они удовлетворяли указанным выше условиям. Мы можем даже считать их тождественно равными нулю при достаточно больших положительных значениях

Покажем, что для уравнения (333) и все повторные ядра зависят лишь от разности Мы имеем [50]

Введем вместо новую переменную интегрирования

откуда и следует непосредственно, что есть функция разности

Аналогично доказательство и для следующих повторных ядер. Таким образом, в силу формулы (307) при мы можем утверждать, что резольвента уравнения (333) будет зависеть только от упомянутой выше разности Обозначая ее через мы, пользуясь формулой (309), можем написать решение уравнения (333) в виде

Применяя к обеим частям этого уравнения преобразование Лапласа и вводя, наряду с (335), обозначение

мы получим

Пользуясь формулой (336), мы можем определить через известную функцию

и обращение формулы (339) даст нам резольвенту

Подставляя в формулу (338), получим решение.

Указанный метод решения уравнения (333) приложим и к системам уравнений Вольтерра вида

Применяя к обеим частям преобразование Лапласа, получим

Решая эту систему уравнений первой степени, определим , и решение нашей системы получится по формулам

Заметим, что условия (334) для ядра К и свободного члена можно значительно ослабить. Достаточно потребовать, чтобы существовала такая положительная постоянная с, чтобы были ограниченными по абсолютной величине при При этом будут иметь место формулы (337) и (341) при всех достаточно больших значениях а Для доказательства этого утверждения достаточно обе части (333) умножить на и ввести новую искомую функцию свободный член и ядро

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru