§ 4. Задача Коши для упругого полупространства в двух измерениях
1. Постановка задачи. Формула Грина.
В теории интегрирования волнового уравнения:
где А заданная функция
основной является так называемая задача Копта. Математически эта задача ставится как задача отыскания интеграла уравнения (1), удовлетворяющего так называемым начальным условиям:
К решению этой задачи мы и приступаем.
На предыдущих страницах мы встречались уже с так называеиой формулой Грина для двух решений волнового уравнения.
Пусть и непрерывное со вторыми производными решение уравнения:
а
такое же решение уравнения:
Рассмотрим область В трехмерного пространства
ограниченную поверхностью
состоящей из конечного числа кусков, имеющих непрерывно меняющуюся касательную плоскость.
Тогда справедлива следующая формула:
где через
обозначена операция:
а
— направление внутренней нормали. В формуле (4) очевидно
элемент поверхности в пространстве
элемент объема этого пространства.
Формула (4) выведена в предположении, что
, имеют непрерывные вторые производные. Однако, она сохраняет смысл, например, и в том предположении, что одно из этих решений
является правильным разрывным решением. Докажем это. Пусть, для простоты, внутри объема В имеется одна поверхность разрыва
которую мы обозначим
. Выделяя эту поверхность разрыва двумя близкими параллельными поверхностями
мы разобьем оставшийся объем на две части
лежащие по разные стороны поверхности разрыва. Границей объема
будет служить поверхность
и часть
поверхности S.