2. СИСТЕМЫ ФУНКЦИЙ, ОРТОГОНАЛЬНЫЕ НА НЕСТАЦИОНАРНОМ ПРЯМОУГОЛЬНИКЕ
Пусть независимые переменные — время
— имеют общее начало отсчета. Прямоугольник
назовем нестационарным, если хотя бы один конец любого
образующего отрезка конечной длины
подвижен, являясь функцией соответственно независимых переменных
и стационарным, если все концы образующих отрезков неподвижны. В плоскости
можно изобразить мгновенное положение нестационарного прямоугольника, соответствующее мгновенным положениям образующих отрезков при
Рис. IV.3. Мгновенное положение нестационарного прямоугольника
Систему функций, определенных на нестационарном прямоугольнике, назовем ортогональной на нестационарном прямоугольнике с весом
если все функции этой системы удовлетворяют условию
и ортонормированной, если справедливо условие
В дальнейшем используются такие ортогональные системы, для которых функция веса и сами функции могут быть представлены в виде произведений:
где
- система функций, ортогональных на отрезке
с весом
— система функций, ортогональных на отрезке
с весом
В качестве систем
можно использовать, например, приведенные в предыдущем параграфе нестационарные полиномы Лежандра и тригонометрические функции. Функции
могут быть как однотипными, так и разных типов, например,
— полиномы Лежандра,
— тригонометрические функции.
Пример 3. Рассмотрим систему, ортогональную на нестационарном прямоугольнике. Ортогональную систему будем строить на прямоугольнике с образующими отрезками
проводя упорядочение согласно формуле (IV.12) и используя в качестве функций
нестационарные
ортонормированные полиномы Лежандра. Тогда, учитывая формулу (IV.7), будем иметь ортонормированную систему
где
Функция веса этой системы