Дифференциальные уравнения с частными производными второго порядка эллиптического типа. Глушко А.В - 57 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

- 57 -
Пусть
S
- замкнутая поверхность и
(
)
0
,
fxx
непрерывна при
{
}
3
0
,\
∈∈! , а при
(
)
00
:,xxfxx
→∞
. Тогда интеграл
(
)
(
)
00
,
x
S
uxfxxdS
=
(17.3)
является непрерывной функцией
0
x
, когда
0
xS
. Если
0
xS
, то
(
)
0
,
fxx
,
как функция
0
x
, непрерывна на
S
, за исключением случая
0
xx
=
.
Исключим точку
0
x
вместе с некоторой малой окрестностью
n
S
σ
диаметра
n
ρ
. На оставшейся поверхности
(
)
0
\:,
n
Sfxx
σ
непрерывна и
ограничена, поэтому
существует интеграл
(
)
0
\
,
n
x
S
fxxds
σ
. (17.4)
Если при произвольном стягивании области
n
σ
к точке
0
x
интеграл
(17.4) стремится к определенному конечному пределу, не зависящему от
выбора областей
n
σ
, то этот предел и называют несобственным
интегралом от функции
(
)
0
,
fxx
по поверхности
S
(
)
(
)
000
0
\
,lim,;.
n
n
xx
SS
fxxdSfxxdSxS
σ
σ
=∈
∫∫
(17.5)
Интеграл (17.5) называется абсолютно сходящимся , если сходится
интеграл
(
)
0
,
x
S
fxxdS
. Если последний интеграл сходится, то сходится и
интеграл (17.5).
Определение. Интеграл (17.3) называют равномерно сходящимся в
точке
*
0
xS
, если для любого
0
ε
>
найдется такая окрестность
(
)
*
0
Vx
ε
и
такая часть
(
)
σε
поверхности
S
, содержащая строго внутри точку
*
0
x
, что
для любого
(
)
*
00
xVx
ε
интеграл
()
()
0
,.
x
fxxdS
σε
ε
<
Теорема 11 (доказательство аналогично предыдущему). Равномерно
сходящийся в точке
*
0
xS
интеграл (17.3) есть функция
3
0
x
!
,
непрерывная в точке
*
0
x
.
§ 18. Объемный потенциал
Рассмотрим объемный потенциал
                                                       - 57 -
      Пусть        S - замкнутая поверхность и f ( x0 , x ) непрерывна при
x ∈S , x0 ∈    3
                   \ {x}, а при x0 → x : f ( x0 , x ) → ∞. Тогда интеграл
                                   u ( x0 ) =∫f ( x0 , x ) dS x                                     (17.3)
                                                 S

является непрерывной функцией x0 , когда x0 ∈S . Если x0 ∈S , то f ( x0 , x ) ,
как функция x0 , непрерывна на S , за исключением случая x =x0 .
Исключим точку x0 вместе с некоторой малой окрестностью σ n ⊂ S
диаметра ρn . На оставшейся поверхности S \ σ n : f ( x0 , x ) непрерывна и
ограничена, поэтому
существует интеграл
                                                ∫ f ( x , x )ds
                                              S \σ n
                                                              0           x   .                     (17.4)

      Если при произвольном стягивании области σ n к точке x0 интеграл
(17.4) стремится к определенному конечному пределу, не зависящему от
выбора областей σ n , то этот предел и называют несобственным
интегралом от функции f ( x0 , x ) по поверхности S

                        ∫f ( x , x ) dS
                        S
                              0           x   =lim
                                               σn → 0      ∫ f ( x , x ) dS ;
                                                         S \σ n
                                                                      0               x   x0 ∈S .   (17.5)

      Интеграл (17.5) называется абсолютно сходящимся, если сходится
интеграл   ∫ f ( x , x ) dS
           S
                    0         x   . Если последний интеграл сходится, то сходится и

интеграл (17.5).
     Определение. Интеграл (17.3) называют равномерно сходящимся в
точке x0* ∈S , если для любого ε >0 найдется такая окрестность Vε ( x0* ) и
такая часть σ (ε ) поверхности S , содержащая строго внутри точку x0* , что

для любого x0 ∈Vε ( x0* ) интеграл                     ∫ f ( x , x )dS
                                                                  0               x   <ε .
                                                     σ (ε )

      Теорема 11 (доказательство аналогично предыдущему). Равномерно
сходящийся в точке                 x0* ∈S       интеграл (17.3) есть функция x0 ∈�3 ,
непрерывная в точке x0* .

                                  § 18. Объемный потенциал

      Рассмотрим объемный потенциал