96. Свойства потенциала простого слоя.
Потенциал простого слоя
является несобственным интегралом, если М лежит на S. Пусть М совпадает с точкой
лежащей на S. Покажем, что несобственный интеграл (44) имеет при этом смысл. Как и в [95], достаточно рассмотреть его на участке сто поверхности S, содержащем
внутри себя. Для
пользуемся уравнением (4) в местных координатах. Мы имеем
В силу (15), (22) и
получаем следующую оценку подынтегральной функции:
откуда непосредственно следует сходимость интеграла (44), когда М лежи
на S. Таким образом, формула (44) определяет
при любом положении точки М. Функция
нелрерывна в точках М, находящихся вне S. Покажем, что
непрерывна и в любой точке
, лежащей на S. Пусть
— заданное положительное число и
часть S, определяемая неравенством (17). Покажем, что можно выбрать
настолько малым, чтобы при любом положении М, в некоторой окрестности
выполнялось неравенство
Мы имеем
где
круг с центром
и радиусом
и
-длина проекции
отрезка MN на касательную плоскость. Положим, что М находится внутри шара с центром
и радиусом
. При этом
принадлежит кругу
и если мы на плоскости
возьмем круг а с центром
и радиусом
то он будет содержать весь круг так что, в силу (46),
Остается фиксировать
так, чтобы имело место неравенство и мы получаем оценку (45) при любом положении
М в шаре с центром
и радиусом
. Далее представляем функцию (44) в виде
где
причем
непрерывна в точке
и доказательство непрерывности
в точке
проводится совершенно так же, как и в [95] для функции (29). Мы имеем, таким образом, следующий результат: потенциал простого слоя (44) определен во всем пространстве и является непрерывной во всем пространстве функцией. Совершенно так же, как и в [95], можно показать, что
при беспредельном удалении точки М.