Прямые и проекционные методы решения слабосингулярных интегральных уравнений I рода. Габдулхаев Б.Г. - 118 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

В силу условий теоремы оператор A : L
2
W
1
2
непрерывно
обратим. Докажем, что операторы A
n
: X
n
Y
n
( n > n
0
) также
непрерывно обратимы, а обратные операторы ограничены по норме в
совокупности
1)
:
kA
1
n
k 6 e
1
, A
1
n
: Y
n
X
n
. (4.4)
С этой целью нам понадобятся следующие леммы.
Лемма 4.1. Операторы S
1
n
: Y Y
n
ограничены по норме в
совокупности, точнее,
kS
1
n
k = 1 , n = 1, 2, . . . (4.5)
Следствие. Для любой функции y W
1
2
сплайн S
1
n
y y, n
, в пространстве W
1
2
и
ky S
1
n
yk
Y
6 e
2
ρ(y, Y
n
)
Y
. (4.6)
Лемма 4.2. Операторы G
n
= S
1
n
G : X
n
Y
n
непрерывно
обратимы при любых n N и
kG
1
n
k 6 e
3
, G
1
n
: Y
n
X
n
. (4.7)
Лемма 4.3. Операторы G
1
n
S
1
n
: Y X
n
при n сильно
сходятся к оператору G
1
: Y X , причем для любой y W
1
2
имеем
kG
1
y G
1
n
S
1
n
yk
2
6 e
4
E
1
n
(G
1
y)
2
. (4.8)
Лемма 4.4. Операторы G
1
n
S
1
n
T : X X при n схо-
дятся к оператору G
1
T : X X равномерно, причем
k(G
1
G
1
n
S
1
n
)T k
2
6 ν
n
0, n , (4.9)
где величина ν
n
определяется мерой компактности частности,
сглаживающими свойствами) оператора T : X Y .
Теперь с помощью лемм 4.1 4.4 для любого x
n
X
n
последо-
вательно находим (см. также [47, 33])
kA
n
x
n
k
Y
= kG
n
x
n
+ S
1
n
T x
n
k
Y
> kG
1
n
k
1
kG
1
Ax
n
(G
1
G
1
n
S
1
n
)T x
n
k
2
> e
1
3
[kG
1
Ax
n
k
2
k(G
1
G
1
n
S
1
n
)T x
n
k
2
] > e
1
3
kA
1
Gk
2
1
kx
n
k
2
(1 ν
n
kA
1
Gk
2
) >
1)
Здесь e
k
(k = 1, 8) вполне определенные положительные постоянные, не за-
висящие от n , об эффективности которых нетрудно судить по их происхождению.
117
    В силу условий теоремы оператор A : L2 −→ W21 непрерывно
обратим. Докажем, что операторы An : Xn −→ Yn ( n > n0 ) также
непрерывно обратимы, а обратные операторы ограничены по норме в
совокупности 1) :
                     kA−1
                       n k 6 e1 ,       A−1
                                         n : Yn −→ Xn .                 (4.4)
С этой целью нам понадобятся следующие леммы.
     Лемма 4.1. Операторы Sn1 : Y −→ Yn ограничены по норме в
совокупности, точнее,
                         kSn1 k = 1 ,     n = 1, 2, . . .               (4.5)

     Следствие. Для любой функции y ∈ W21 сплайн Sn1 y → y, n →
∞ , в пространстве W21 и
                        ky − Sn1 ykY 6 e2 ρ(y, Yn )Y .                  (4.6)

    Лемма 4.2. Операторы Gn = Sn1 G : Xn −→ Yn непрерывно
обратимы при любых n ∈ N и
                     kG−1
                       n k 6 e3 ,       G−1
                                         n : Yn −→ Xn .                 (4.7)

    Лемма 4.3. Операторы G−1      1
                             n Sn : Y −→ Xn при n → ∞ сильно
сходятся к оператору G−1 : Y −→ X , причем для любой y ∈ W21
имеем
                kG−1 y − G−1 1           1   −1
                          n Sn yk2 6 e4 En (G y)2 .     (4.8)
    Лемма 4.4. Операторы G−1    1
                             n Sn T : X −→ X при n → ∞ схо-
дятся к оператору G−1 T : X −→ X равномерно, причем
                k(G−1 − G−1 1
                         n Sn )T k2 6 νn → 0,               n → ∞,      (4.9)
где величина νn определяется мерой компактности (в частности,
сглаживающими свойствами) оператора T : X −→ Y .
     Теперь с помощью лемм 4.1 – 4.4 для любого xn ∈ Xn последо-
вательно находим (см. также [47, 33])
          kAn xn kY = kGn xn + Sn1 T xn kY > kG−1 −1 −1
                                               n k kG Axn −

          −(G−1 − G−1 1             −1   −1           −1
                   n Sn )T xn k2 > e3 [kG Axn k2 − k(G −

      −G−1 1               −1  −1
        n Sn )T xn k2 ] > e3 kA Gk2
                                    −1
                                       kxn k2 (1 − νn kA−1 Gk2 ) >
 1) Здесь ek (k = 1, 8) – вполне определенные положительные постоянные, не за-
висящие от n , об эффективности которых нетрудно судить по их происхождению.

                                        117