§ 6. Первое и последующие приближения
Обратимся теперь к решению уравнения (7) в § 4. Правая часть его удовлетворяет, при нашем выборе условию, необходимому для существования решения. Разложение ее в ряд напишется
где мы воспользовались обозначением (15) § 5 и положили
Штрих у знака суммы в (1) означает, что следует опустить члены, для которых
Решая уравнение (7) в § 4 по способу § 2, получим
Здесь последняя сумма представляет решение однородного уравнения. Постоянные
в ней неизвестны и подлежат определению из второго приближения. Переходя теперь к рассмотрению уравнения (7в) § 4, мы должны прежде всего позаботиться о том, чтобы правая часть его была ортогональна ко всем решениям однородного уравнения. Это условие напишется
Подставляя сюда выражение (3) для
и обозначая для краткости через
сумму
можем уравнение (4) написать в виде
причем мы воспользовались равенствами (16) § 5. Для
это равенство приводится к
Если все числа
т. е. все корни определителя
§ 5, различны, то из (7) можно определить все
с неравными значками, а именно,
Если же некоторые корни совпадают, например
то соответствующее
должно равняться нулю. Этому условию можно удовлетворить, выбрав надлежащим образом унитарную подстановку (14) § 5, которая оставалась произвольной. В самом деле, если заменить
и их комбинациями
и то величина
заменится на
Это выражение должно равняться, согласно (6),
т. е.
Отсюда, умножая на
и суммируя по
получаем
Мы пришли к уравнениям того же типа, как уравнения (1) § 5, и можем по изложенному в § 5 способу найти матрицу
Может оказаться, что матрица
по тем же причинам, как
§ 5, определяется неоднозначно; тогда для полного определения ее пришлось бы перейти к высшим приближениям.
Предположим теперь, что матрица
найдена и что функции
надлежащим образом «исправлены», т. е. заменены, в случае надобности, их линейными комбинациями. Тогда уравнение (7) для
будет выполняться тождественно, так что соответствующее
останется произвольным, а для
величина
определяется по формуле (8). Согласно уравнению (6) для
величина
также останется произвольной и может быть положена равной нулю; тогда функция
будет, с точностью до величин порядка
нормированной. Наконец, поправка второго порядка к энергии, т. е. величина
будет равна
где под
мы должны, конечно, разуметь «исправленное»
которое мы обозначили через
В результате мы получим первое приближение для собственной функции
и второе приближение для энергии. Таким же путем мы могли бы получить и высшие приближения, но ввиду сложности формул они не представляют практического интереса.