Асимптотика спектра дифференциального оператора четвертого порядка с двумя точками поворота
Л. Г. Валиуллина,
Х. К. Ишкин,
Р. И. Марванов Башкирский государственный университет, ул. З. Валиди, 32, 450074, г. Уфа, Россия
Аннотация:
В статье изучается асимптотика спектра самосопряженного оператора
$T$, порожденного в пространстве
$L^{2}(0,+\infty)$ дифференциальным выражением четвертого порядка в предположении, что коэффициенты последнего имеют степенной рост на бесконечности так, что: а) индекс дефекта соответствующего минимального оператора равен
$(2,2)$, б) дифференциальное уравнение
$Ty=\lambda y $ при достаточно больших положительных значениях спектрального параметра имеет
$2$ точки поворота: конечную и
$+\infty$, в) корни характеристического уравнения растут «не в одну силу». Последнее обстоятельство приводит к существенным сложностям при исследовании асимптотики считающей функции спектра традиционным методом Карлемана–Костюченко, основанным на оценках резольвенты вдали спектра и тауберовых теоремах. Как ни странно, метод эталонных уравнений, применяемый для решения более тонкой задачи нахождения асимптотических разложений самих собственных чисел, а потому более чувствительный (по сравнению с методом Карлемана–Костюченко) к поведению коэффициентов дифференциального выражения, оказывается более эффективным в рассматриваемой ситуации: накладывая на коэффициенты некоторые ограничения типа гладкости и регулярности роста на бесконечности, удается получить асимптотическое уравнение для спектра оператора
$T$. Это уравнение позволяет выписать несколько первых членов асимптотического разложения для собственных чисел оператора
$T$ в случае, когда коэффициенты имеют степенной рост. Отметим, что до сих пор метод эталонных уравнений применялся в случае наличия лишь одной точки поворота.
Ключевые слова:
дифференциальные операторы, асимптотика спектра, точка поворота, сингулярные числа.
УДК:
517.984.5
MSC: 34B40,
34L20,
34L40,
47E05 Поступила в редакцию: 07.06.2018