Дифференциальные уравнения с частными производными второго порядка эллиптического типа. Глушко А.В - 10 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

- 10 -
()
0
1
1
lim4
u
r
udSux
rnn
ρ
ρ
σ
π
→−


=−

∂∂


. (2.6)
Так как на поверхности шара
ρ
σ
справедливо равенство
r
ρ
=
то,
принимая во внимание, что нормаль
n
направлена прямо противоположно
направлению радиуса шара , будем иметь
11
1
,
r
rr
nr
ρ
σρ
ρ
=
∂∂
=−=
∂∂
и,
следовательно , по теореме о среднем
()
()
2
.0
22
1
11
44
сред
r
udSudSuxux
n
ρρ
σσ
πρπ
ρρ
==⋅→
∫∫
, (2.7)
при
(
)
.0
0()
сред
xBx
ρ
ρ→∈.
Производные
,1,2,3
k
u
k
x
=
функции
u
ограничены в
D
.
Следовательно , существует
0
K
>
, такое, что
u
K
n
<
. Тогда
2
1
440,0.
uKK
dSdSK
rn
ρρ
σσ
πρπρρ
ρρ
==→→
∫∫
(2.8)
Таким образом , из (2.7) и (2.8) следует (2.6).
Сформулируем некоторые базисные утверждения, необходимые для
снятия предположения
(
)
2
uCD
.
Распространение формул Грина. Пусть граница принадлежит классу
2
SC
. В каждой точке
xS
отложим по внутренней нормали -
x
n
отрезок постоянной длины
δ
.
Множество концов
/
x
этих
отрезков описывается уравнением
/
x
xxn
δ
−− . Назовем
полученную поверхность
параллельной
S
.
Утверждение. Нормаль
/
x
n
в точке
/
x
n
xxS
δ
δ
=−∈
S
x
S
δ
x
n
x
x
n
Рис. 1
                                                    - 10 -
                                      �
                                      1�
                            � 1 ∂u  ∂   �
                   lim ∫� ⋅ −u r� dS =−4π u ( x0 ) .            (2.6)
                   ρ→ −
                       σρ �
                               r ∂n ∂ n   �
                             �              �
      Так как на поверхности шара σ ρ справедливо равенство r =ρ то,
принимая во внимание, что нормаль n направлена прямо противоположно
                                               1       1
                                             ∂       ∂       1
направлению радиуса шара, будем иметь          r =− r      = 2 , и,
                                             ∂n       ∂r     ρ
                                                                           σρ               r =ρ

следовательно, по теореме о среднем
                1
              ∂
             u r dS = 2 ∫udS = 2 u ( xсред. ) ⋅ 4πρ2 → 4π u ( x0 ) ,
                      1         1
          ∫
          σρ
              ∂n     ρ σρ       ρ
                                                                                                            (2.7)

при ρ → 0       (x
                 сред.   ∈Bρ ( x0 ) ) .
                                 ∂u
      Производные                    , k =1,2,3        функции        u         ограничены в                 D.
                                 ∂xk
                                                                 ∂u
Следовательно, существует K >0 , такое, что