Асимптотические ряды для решения задачи Коши
А. О. Кравицкий,
В. Б. Лидский
Аннотация:
Рассматриваем решение
$y(x,z)$ задачи Коши
\begin{gather}
y_x^{(n)}+p_1(x,z)y_x^{(n-1)}+\dots+p_{n-1}(x,z)y_x'+p_n(x,z)y=0,
\label{1}\\
y_x^{(k)}(0,z)=r_k\quad (k=0,1,\dots,n-1);\notag
\end{gather}
здесь
$x\in [0,1]$, a
$z$ – комплексный параметр, который входит в уравнение
полиноминально;
$$
p_\alpha(x,z)=\sum_{\beta}^\alpha p_{\alpha\beta}(x)z^\beta,\quad 0\leq\alpha\leq n.
$$
В предположении, что функции
$p_{\alpha\beta}$ бесконечно дифференцируемы,
$p_{\alpha\alpha}$ не зависят от
$x$, а многочлен
$f_0(\omega)=\sum\limits_{\alpha=0}^n p_{\alpha\alpha}\omega^{n-\alpha}$
не имеет кратных корней,
для целой по
$z$ функции
$y(x,z)$ имеем асимптотическое при
$z\to\infty$ разложение
\begin{equation}
y(x,z)\sim\sum_{s=1}^n e^{\omega_szx}\sum_{\nu=0}^\infty\frac{b_{\nu,s}(x)}{z^\nu}.
\label{2}
\end{equation}
Доказывается, что если
$p_{\alpha\beta}(x)$ – многочлены по
$x$, то
\begin{equation}
|b_{\nu,s}(x)|\leq C\nu^{\nu\gamma},\quad \gamma<1.
\label{3}
\end{equation}
Эта оценка позволяет регуляризовать ряды \eqref{2} и получить с их помощью
приближения
$y(x,z)$ квазиполиномами с наперед заданной точностью в области
$|z|\leq R$,
$0\leq z\leq 1$. Примером показано, что оценка \eqref{3} в принципе не
улучшаема.
УДК:
517.93 Статья поступила: 20.08.1969