Обыкновенные дифференциальные уравнения
Об аппроксимации первого собственного значения некоторых краевых задач
М. Ю. Ватолкин Ижевский государственный технический университет им. М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия
Аннотация:
Исследуется на предмет представления собственных функций в виде скалярных рядов двухточечная краевая задача типа
$(n-1,1)$ в предположении, что существует функционал
$\tilde{l}$ сосредоточенный в одной точке, такой, что первые
$n-1$ из исходных краевых условий и
$\tilde{l}x=1$ превращаются в условия Коши в этой точке. Собственная функция рассматриваемой краевой задачи, отвечающая собственному значению
$\lambda_*$, представлена в виде ряда по степеням
$\lambda_*$. Рассматривается уравнение
$\Phi(\lambda) = 0$, где
$\Phi(\lambda)$ – сумма ряда по степеням
$\lambda$, для нахождения собственных значений исходной задачи. Приведены примеры вычисления первого собственного значения некоторых краевых задач. Получены различные оценки для коэффициентов таких степенных рядов. Определяется некоторая функция двух переменных
$t$ и
$\lambda$, для нее получено уравнение в частных производных и получены условия, которым она удовлетворяет. Нули “сечения” этой функции совпадают с собственными значениями исходной краевой задачи, что может быть использовано для их приближенного вычисления.
Библ. 36. Табл. 1.
Ключевые слова:
краевые задачи на собственные значения, собственные функции, собственные значения, функция Коши, представление собственных функций в виде сумм степенных рядов, корни уравнения, оценки для коэффициентов степенных рядов.
УДК:
517.925.54 Поступила в редакцию: 18.12.2023
Принята в печать: 05.03.2024
DOI:
10.31857/S0044466924060075