О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка
В настоящей работе рассматривается первая краевая задача для дифференциального уравнения второго порядка с постоянными комплексными коэффициентами и неоднородным символом в угле на плоскости. Получено необходимое и достаточное условие единственности решения указанной задачи в пространстве C² с полин...
Gespeichert in:
Datum: | 2007 |
---|---|
Hauptverfasser: | , |
Format: | Artikel |
Sprache: | Russian |
Veröffentlicht: |
Інститут прикладної математики і механіки НАН України
2007
|
Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/10118 |
Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Zitieren: | О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка / В.П. Бурский, Е.В. Кириченко // Нелинейные граничные задачи. — 2007. — Т. 17. — С. 20-30. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-10118 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-101182017-10-01T17:06:16Z О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка Бурский, В.П. Кириченко, Е.В. В настоящей работе рассматривается первая краевая задача для дифференциального уравнения второго порядка с постоянными комплексными коэффициентами и неоднородным символом в угле на плоскости. Получено необходимое и достаточное условие единственности решения указанной задачи в пространстве C² с полиномиальным ростом на бесконечности. 2007 Article О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка / В.П. Бурский, Е.В. Кириченко // Нелинейные граничные задачи. — 2007. — Т. 17. — С. 20-30. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0236-0497 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/10118 ru Інститут прикладної математики і механіки НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
description |
В настоящей работе рассматривается первая краевая задача для дифференциального уравнения второго порядка с постоянными комплексными коэффициентами и неоднородным символом в угле на плоскости. Получено необходимое и достаточное условие единственности решения указанной задачи в пространстве C² с полиномиальным ростом на бесконечности. |
format |
Article |
author |
Бурский, В.П. Кириченко, Е.В. |
spellingShingle |
Бурский, В.П. Кириченко, Е.В. О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка |
author_facet |
Бурский, В.П. Кириченко, Е.В. |
author_sort |
Бурский, В.П. |
title |
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка |
title_short |
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка |
title_full |
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка |
title_fullStr |
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка |
title_full_unstemmed |
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка |
title_sort |
о задаче дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка |
publisher |
Інститут прикладної математики і механіки НАН України |
publishDate |
2007 |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/10118 |
citation_txt |
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения второго порядка / В.П. Бурский, Е.В. Кириченко // Нелинейные граничные задачи. — 2007. — Т. 17. — С. 20-30. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
work_keys_str_mv |
AT burskijvp ozadačedirihlevploskomugledlâbestipnogouravneniâvtorogoporâdka AT kiričenkoev ozadačedirihlevploskomugledlâbestipnogouravneniâvtorogoporâdka |
first_indexed |
2025-07-02T12:00:21Z |
last_indexed |
2025-07-02T12:00:21Z |
_version_ |
1836536426858020864 |
fulltext |
20 Нелинейные граничные задачи 17, 20-30 (2007)
c©2007. В.П. Бурский, Е.В. Кириченко
О ЗАДАЧЕ ДИРИХЛЕ В ПЛОСКОМ УГЛЕ
ДЛЯ БЕСТИПНОГО УРАВНЕНИЯ
ВТОРОГО ПОРЯДКА
В настоящей работе рассматривается первая краевая задача для диф-
ференциального уравнения второго порядка с постоянными комплексными
коэффициентами и неоднородным символом в угле на плоскости. Получе-
но необходимое и достаточное условие единственности решения указанной
задачи в пространстве C2 с полиномиальным ростом на бесконечности.
Ключевые слова: бестипное уравнение, угловая точка, единственность
MSC (2000): 35M99, 35E15, 35E20
Введение.
Общие краевые задачи для эллиптических уравнений в об-
ластях с угловыми точками изучались Г.И.Эскиным в работе [1],
где автор доказал нормальную разрешимость таких задач для
плоской области с граничными условиями, удовлетворяющими
условию Лопатинского в пространстве CN (N – достаточно боль-
шое положительное число). Случай первой краевой задачи рас-
сматривался в работах В.В.Фуфаева [2], Е.А.Волкова [3]. В рабо-
те В.А.Кондратьева [4] исследовалась общая краевая задача для
эллиптического уравнения в области, граница которой содержит
конечное число конических точек. При этом решение рассмат-
ривалось в специальных пространствах функций, имеющих про-
изводные, суммируемые с некоторым весом. Автор показал, что
решение такой задачи является всюду гладким, и при прибли-
жении к конической точке производные имеют, вообще говоря,
степенные особенности.
В настоящей работе изучаются вопросы единственности ре-
шения первой краевой задачи в угле для бестипного уравнения
второго порядка с неоднородным символом и комплексными ко-
эффициентами. Получено необходимое и достаточное условие на-
рушения единственности решения задачи Дирихле в простран-
ствах функций умеренного роста для некоторого класса диффе-
ренциальных уравнений, связанного с заданным углом. Проведе-
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения 21
но сопоставление полученного результата с наличием известного
решения уравнения Лапласа в угле.
Метод исследования состоит в том, что, сдвигая первоначаль-
ный символ на некоторый вектор, принадлежащий трубчатой об-
ласти в C2, зависящей от угла, мы получаем дифференциальный
оператор с однородным символом, и к полученной таким образом
граничной задаче применяем метод двойственности уравнение-
область ([5]). Этим сдвигом мы устраняем трудности, связанные
с отсутствием локальной аналитичности преобразования Фурье
продолжения нулём решения задачи на всю плоскость.
1.Постановка задачи.
Мы рассматриваем однородную задачу Дирихле
u|∂Ω = 0 (1)
для уравнения второго порядка
L̃u = L
(
∂
∂x
+ λ
)
u = (a1 · (∇ + λ))(a2 · (∇ + λ))u = 0 (2)
в угле Ω (см. рис.1), где a1, a2, λ ∈ C2− постоянные комплекс-
ные векторы, причём векторы a1, a2− произвольные, а выбор λ ∈
TC ⊂ C2 ограничен множеством TC , зависящим от угла. Пусть
прямые, ограничивающие данный угол и проходящие через нача-
ло координат, описываются уравнениями (b1 · x) = 0, (b2 · x) = 0
соответственно, где b1 = (b11, b
1
2), b
2 = (b21, b
2
2) – нормальные век-
торы к прямым, а b̃1 = (−b12, b
1
1), b̃
2 = (−b22, b
2
1)− образующие.
Отметим, что условия на бесконечности мы выбираем при-
надлежностью решения пространству Шварца S ′ и что неодно-
родный символ l̃(ξ) дифференциального оператора L̃( ∂
∂x
) стано-
вится однородным после сдвига на вектор λ:
l̃(ξ − λ) = l(η) = aη2
1 + bη1η2 + cη2
2.
Здесь мы можем считать, что a, b, c – произвольные комплекс-
ные числа. Полученный таким образом однородный символ l(η)
соответствует дифференциальному оператору
L
(
∂
∂x
)
= a
∂2
∂x2
1
+ b
∂
∂x1
∂
∂x2
+ c
∂2
∂x2
2
= (a1 · ∇)(a2 · ∇).
22 В.П. Бурский, Е.В. Кириченко
Рис. 1.
Обсудим подробнее выбор вектора λ. Угол Ω является част-
ным случаем выпуклого острого конуса с вершиной в нуле. Будем
рассматривать также сопряженный конус Ω∗, образующими ко-
торого служат перпендикуляры, проведенные к образующим ис-
ходного конуса Ω. Ω∗ – замкнутый выпуклый конус с вершиной в
нуле. Пусть Ω∗ = −Ω∗ и C =int Ω∗, C 6= ∅, – открытый выпуклый
конус. Через TC обозначим трубчатую область в C2 с основанием
C [6]:
TC = R
2 + iC = {z = x+ iy : x ∈ R
2, y ∈ C}.
Ниже будем выбирать λ ∈ TC . То есть, если
λ = (µ1, ν1) + i(µ2, ν2), где (µ1, ν1) ∈ R
2, (µ2, ν2) ∈ C,
то, исходя из выбранного нами угла Ω и построенных по нему
конусов Ω∗ и Ω∗, заключаем, что компоненты µ1, ν1 произвольны,
а µ2, ν2 должны быть таковы, чтобы угол arctg ν2
µ2
пробегал сектор
Ω∗ (см. рис. 1).
2. Основной результат.
Приведенная ниже теорема дает ответ на вопрос, когда рас-
сматриваемая задача (1), (2) имеет нетривиальное решение.
Теорема. Для того чтобы задача (1), (2) имела нетривиаль-
ное решение u(x) из пространства C2(Ω) с полиномиальным ро-
стом на бесконечности, необходимо и достаточно, чтобы при
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения 23
некотором натуральном n выполнялось равенство
∆n =
∣∣∣∣∣
(̃b1 · ã1)n (̃b2 · ã1)n
(̃b1 · ã2)n (̃b2 · ã2)n
∣∣∣∣∣ = 0. (3)
Доказательство.
Н е о б х о д и м о с т ь. Пусть u ∈ C2(Ω) ∩ S ′
Ω – неко-
торое нетривиальное решение задачи (1), (2), где S ′
Ω = {ω ∈
S ′|supp ω ⊂ Ω}, ũ ∈ C2(R2) ∩ S ′ – любое его продолжение на
все пространство R2. Замечая, что символ
l̃(ξ) = l(η + λ) = l(η) + (2aλ1 + bλ2)η1 + (bλ1 + 2cλ2)η2 + l(λ),
представим оператор L̃ в виде суммы L̃ = L + L(1) + L(0) трех
операторов, первый из которых совпадает с однородным диффе-
ренциальным оператором L, второй L(1) содержит только первые
производные по переменным x1 и x2, а последний L(0) – констан-
та. Теперь применим оператор L̃ к произведению ũ · θΩ, где θΩ –
характеристическая функция угла:
L̃(ũ · θΩ) =
=(L+ L(1) + L(0))(ũ · θΩ)=L(ũ · θΩ)+(L(1)ũ) · θΩ+ũ · (L(1)θΩ)+
+(L(0)ũ) · θΩ =(Lũ) · θΩ+L1ũ · δ∂Ω+l(ν) · (δ∂Ω)′ν · ũ+L(1)ũ) · θΩ+
+ (ũ · (L(1)θΩ) + (L(0)ũ) · θΩ = [(L+ L(1) + L(0))ũ] · θΩ+
+ L1ũ · δ∂Ω + l(ν) · (δ∂Ω)′ν · ũ+ ũ · (L(1)θΩ) =
= (L̃ũ) · θΩ + L1ũ · δ∂Ω + l(ν) · (δ∂Ω)′ν · ũ+ ũ · (L(1)θΩ).
Здесь δ∂Ω – мера, сосредоточенная на границе угла, ∂θΩ
∂τ
= 0,
∂θΩ
∂ν
= −δ∂Ω. Отметим, что поскольку L̃ũ = 0 внутри угла Ω в силу
равенства ũ|Ω = u и, кроме того, θΩ = 0 вне Ω, то первое слага-
емое в сумме аннулируется. Что касается третьего и четвертого
слагаемых, то оба они приводятся к форме, подобной виду второ-
го слагаемого (это следует из формулы ψδ′ = −ψ′δ при условии,
что ψ(0) = 0). Таким образом, окончательно имеем:
L̃(ũ · θΩ) = M(1)ũ · δ∂Ω, (4)
где M(1) – дифференциальный оператор первого порядка.
24 В.П. Бурский, Е.В. Кириченко
Умножим полученноe равенство (4) на произведение полино-
мов, стоящих в левых частях уравнений прямых, которые огра-
ничивают угол Ω:
(b1 · x)(b2 · x)L̃(ũ · θΩ) = 0. (5)
Теперь подействуем на равенство (5) преобразованием Фурье:
(b1 · ∇ξ)(b
2 · ∇ξ)[l̃(ξ)( ̂̃u · θΩ(ξ))] = 0. (6)
Поскольку функция ũθΩ(x) имеет носитель в угле Ω, то ее
преобразование Фурье ̂̃u · θΩ(ξ) не будет аналитической в нуле
функцией. Однако, произведя сдвиг в равенстве (6) на вектор λ,
выбор которого описан выше, мы попадаем в трубчатую область
TC , где преобразование Фурье ̂̃u · θΩ(ξ − λ) является функцией,
аналитической в окрестности нуля (см. [6]). Таким образом, будем
иметь:
(b1 · ∇ξ)(b
2 · ∇ξ)[l̃(ξ − λ)]( ̂̃u · θΩ(ξ − λ)) = 0,
откуда, с учетом того, что ξ − λ = η, получим:
(b1 · ∇η)(b
2 · ∇η)[l(η)]( ̂̃u · θΩ(η)) = 0. (7)
Отметим, что в выражении (7) символ l(η) уже является одно-
родным, а функция v(η) = ̂̃u · θΩ(η), будучи аналитической по η в
TC , может быть разложена в степенной ряд в окрестности нуля:
v(η) = v0(η) + v1(η) + v2(η) + . . .+ vN(η) + . . . .
При этом, исходя из выражения (7), заключаем, что для млад-
шей однородной части vN(η) степени N в указанном разложении
справедливо следующее равенство:
(b1 · ∇η)(b
2 · ∇η)[l(η)vN (η)] = 0. (8)
Обозначим через wn(η) = l(η)wN(η) однородный полином
степени n = N + 2. Поскольку операторы (b1 · ∇η) и (b2 · ∇η)
перестановочны, решение уравнения (8) представимо в виде сум-
мы двух функций:
wn(η) = w1
n
(
(b̃1 · η)
)
+ w2
n
(
(b̃2 · η)
)
= αn(b̃1 · η)n + βn(b̃2 · η)n
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения 25
с некоторыми коэффициентами αn, βn, причем функции w1
n и w2
n
подбираются таким образом, чтобы удовлетворить уравнение (8).
Учитывая, что wn(η) = l(η)wN(η), получаем очевидное соот-
ношение
wn(η)|l(η)=0 = 0,
которое отражает обратимость функции wn в нуль на множестве
нулей символа. Так как однородный символ l(η) = (a1·η)(a2·η), то,
придавая переменной η значения ã1 и ã2 поочередно и используя
ортогональность векторов aj и ãj , получим линейную однородную
систему алгебраических уравнений относительно постоянных αn,
βn {
αn(b̃1 · ã1)n + βn(b̃2 · ã1)n = 0,
αn(b̃1 · ã2)n + βn(b̃2 · ã2)n = 0
(9)
с определителем
∆n =
∣∣∣∣∣
(̃b1 · ã1)n (̃b2 · ã1)n
(̃b1 · ã2)n (̃b2 · ã2)n
∣∣∣∣∣ .
В силу двойственности уравнение-область (под которой понима-
ется соответствие между краевой задачей (1),(2) и уравнением
(8), доказанное в книге [5]) и нашего предположения о существо-
вании нетривиального решения u ∈ C2(Ω) ∩ S ′ исходной задачи,
заключаем, что существует нетривиальное решение двойственной
задачи {
(b1 · ∇η)(b
2 · ∇η)wn(η) = 0,
wn(η)|l(η)=0 = 0
в классе однородных полиномов степени n > 2. Отсюда следу-
ет, что при таком n найдется ненулевой набор коэффициентов
(αn, βn), который является решением системы (9), что влечет вы-
полнение равенства ∆n = 0. Необходимость доказана.
Д о с т а т о ч н о с т ь. Будем строить нетривиальное
решение задачи Дирихле (1), (2) при выполнении равенства (3)
для некоторого натурального n. Положим u(x) = e−(λ·x) · v(x) =
e−λ1x1−λ2x2 · v(x), где λ ∈ TC .
Нетрудно убедиться, что
∂u
∂xi
=
(
−λi +
∂
∂xi
)
v · e−(λ·x),
26 В.П. Бурский, Е.В. Кириченко
откуда (
∂
∂xi
+ λi
)
u =
∂v
∂xi
· e−(λ·x), i = 1, 2.
Кроме того,
∂2
∂x2
i
=
(
λ2
i v(x) − 2λi
∂v
∂xi
+
∂2v
∂x2
i
)
· e−(λ·x),
поэтому
(
∂
∂xi
+ λi
)2
{e−(λ·x) · v(x)} =
(
∂2
∂x2
i
+ 2λi + λ2
i
)
{e−(λ·x) · v(x)} =
∂2v
∂x2
i
· e−(λ·x),
[(
∂
∂x1
+ λ1
)(
∂
∂x2
+ λ2
)]
{e−(λ·x) · v(x)} =
=
[
∂2
∂x1∂x2
+ λ1
∂
∂x2
+ λ2
∂
∂x1
+ λ1λ2
]
{e−(λ·x) · v(x)} =
=
∂2v
∂x1∂x2
· e−(λ·x).
С учетом проведенных вычислений получим:
L̃u = L
( ∂
∂x
+ λ
)
u = L
( ∂
∂x
)
v · e−(λ·x) = 0. (10)
Следствием равенства (10) является уравнение Lv = 0 с диф-
ференциальным оператором L = (a1 ·∇)(a2·∇), которому соответ-
ствует однородный символ l(η) = (a1 · η)(a2 · η). Поскольку любое
полиномиальное решение уравнения Lv = 0 можно записать в
виде
v(x) = v1(ã
1 · x) + v2(ã
2 · x),
то, очевидно,
u(x) =
[
v1(ã
1 · x) + v2(ã
2 · x)
]
· e−(λ·x).
Слагаемые v1 и v2 необходимо подобрать таким образом, чтобы
функция u, помимо уравнения (2), удовлетворяла граничному
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения 27
условию Дирихле при некотором ненулевом наборе постоянных
(αn, βn):
v1(ã
1 · x) = αn · (ã1 · x)
n; v2(ã
2 · x) = βn · (ã2 · x)
n.
Заметим, что полученная функция
u(x) =
[
αn · (ã1 · x)
n + βn · (ã2 · x)
n
]
· e−(λ·x) (11)
будет удовлетворять краевому условию (1), если x = b̃1 либо x =
b̃2 (это связано с тем, что стороны угла Ω лежат на прямых (b1 ·
x) = 0 и (b2 · x) = 0). Подставляя в выражение (11) вместо x
указанные значения, получим систему
{
[αn(ã1 · b̃1)n + βn(ã2 · b̃1)n]e−(λ·b̃1) = 0,
[αn(ã1 · b̃2)n + βn(ã2 · b̃2)n]e−(λ·b̃2) = 0,
которая равносильна следующей:
{
αn(ã1 · b̃1)n + βn(ã2 · b̃1)n = 0,
αn(ã1 · b̃2)n + βn(ã2 · b̃2)n = 0.
(12)
Так как определитель однородной системы (12) равен нулю
по предположению, то эта система имеет бесконечное число нену-
левых решений. Следовательно, наборы констант (αn, βn) нетри-
виальны, что означает нетривиальность построенного решения
(11) задачи (1), (2). Достаточность доказана. 2
3. Сопоставление с известным решением урав-
нения Лапласа.
Рассмотрим функцию u = r
π
α · sin πϕ
α
, где α – величина угла
Ω. Данная функция является гармонической всюду внутри Ω и
обращается в нуль на сторонах угла. Поэтому эта функция есть
решение однородной задачи Дирихле для уравнения Лапласа в
угле. Ясно, что это решение нетривиально и u ∈ C2(Ω) ∩ S ′ при
малых α. Покажем, что это решение не порождает решения за-
дачи (1), (2) из пространства C2(Ω)∩S ′ при допустимых сдвигах
λ.
28 В.П. Бурский, Е.В. Кириченко
Вернемся к постановке задачи и выберем произвольным об-
разом вектор λ ∈ TC, например, так:
λ = (0, 0) + i(−1, 0) = (−i, 0).
Поскольку символ оператора Лапласа l(η) = η2
1 + η2
2, то символ,
получаемый сдвигом на выбранный выше вектор λ, имеет следу-
ющий вид:
l(η + λ) = (η1 + λ1)
2 + (η2 + λ2)
2 = l(η) − 2iη1 − 1.
Учитывая формулу связи Lu = F−1(l(ξ) · û) дифференциально-
го оператора и символа при помощи обратного преобразования
Фурье, построим по сдвинутому символу оператор
∆̃ = −∆ + 2
∂
∂x1
− 1.
Наряду с функцией u = r
π
α · sin πϕ
α
, рассмотрим решение
ũ = e(µ·x) · u(x) уравнения ∆̃ũ = 0 с неоднородным символом
и определим координаты вектора µ. Подставив ũ в уравнение
∆̃ũ = 0, будем иметь:
∆̃ũ =
(
∆ − 2
∂
∂x1
+ 1
)
{e(µ·x) · u(x)} =
= e(µ·x) · (|µ|2u+ 2(µ · ∇u) + ∆u− 2µ1u− 2
∂u
∂x1
+ 1) = 0.
Перепишем последнее равенство в эквивалентной форме, исполь-
зуя тот факт, что u ∈ ker ∆:
|µ|2u+ 2(µ · ∇u) − 2µ1u− 2
∂u
∂x1
+ u = 0.
Отсюда заключаем, что µ1 = 1, µ2 = 0, то есть µ = (1, 0).
Стало быть, функция ex1 · u, где u = r
π
α · sin πϕ
α
∈ ker ∆, явля-
ется решением уравнения ∆̃ũ = 0. Однако, несмотря на то, что
u ∈ C2(Ω)∩S ′, наше решение ũ не является функцией умеренного
роста, поскольку Re(µ · x) > 0.
4. Пример: оператор Лапласа с младшими чле-
нами.
О задаче Дирихле в плоском угле для бестипного уравнения 29
Пусть в исходном неоднородном символе
l̃(ξ) = l(η + λ) = a(η1 + λ1)
2 + b(η1 + λ1)(η2 + λ2) + c(η2 + λ2)
2
коэффициенты a = c = 1, b = 0. Тогда этот символ, очевидно,
соответствует лапласиану с младшей частью:
∆̃ = −∆ + 2iλ1
∂
∂x1
+ 2iλ2
∂
∂x2
+ l(λ).
Сдвигая символ l(η + λ) = (η1 + λ1)
2 + (η2 + λ2)
2 на вектор λ =
(λ1, λ2), принадлежащий трубчатой области TC, получим одно-
родный символ
l(η) = η2
1 + η2
2, который соответствует оператору Лапласа ∆.
Поскольку ∆ = (a1 · ∇)(a2 · ∇), где a1 = (1, i), a2 = (1,−i), и
b1 = (0, 1), b2 = (tgα,−1), то ã1 = (−i, 1), ã2 = (i, 1), b̃1 = (−1, 0),
b̃2 = (1, tgα). Отсюда следует, что определитель в равенстве (3)
имеет вид:
∆n =
∣∣∣∣
in (tgα− i)n
(−i)n (tgα+ i)n
∣∣∣∣ .
Кроме того, условие ∆n = 0 преобразуется к виду: ( tg α+i
tg α−i
)n = ±1,
что равносильно соотношению: α таково, что существует k ∈ N,
для которого
e−iπ−2iα =
{
eik 2π
n , если n четное,
e
iπ
n
(2k+1), если n нечетное.
Таким образом, необходимое и достаточное условие единствен-
ности решения задачи (1) для уравнения ∆̃u = 0 будет иметь
более простую формулировку, а именно:
для того чтобы однородная задача Дирихле для уравнения ∆̃u =
0 имела нетривиальное решение u(x) в пространстве C2(Ω)∩S ′,
необходимо и достаточно, чтобы при некотором натуральном
n угол α был π - рациональным, причем
α =
{
π
2n
(n− 2k), если n четное,
π
2n
(n− 2k − 1), если n нечетное, k = 1, 2, . . . .
30 В.П. Бурский, Е.В. Кириченко
Ввиду полученного результата, заключаем, что если угол α =
π p
q
, где p
q
– рациональное число, то q совпадает с n, а p произволь-
но. При этом нетривиальное решение u(x) задачи (1) для уравне-
ния ∆̃u = 0 можно отыскать с помощью процедуры, описанной
при доказательстве достаточности теоремы 1:
u(x) = [αnz
n + βnz̄
n] · e−(λ·x).
Здесь z = x1 + ix2, коэффициенты αn, βn находятся из системы
(12).
1. Эскин Г.И. Общие краевые задачи для уравнений главного типа в плос-
кости с угловыми точками // Успехи Матем. Наук. – 1963. – 18, вып. 3.
– С. 241-242.
2. Фуфаев В.В. К задаче Дирихле для областей с углами // Докл. АН
СССР. – 1960. – 131, № 1. – С. 37-39.
3. Волков Е.А. О решении краевых задач для уравнения Пуассона в пря-
моугольнике // Докл. АН. – 1963. – 147, № 1. – С. 13-16.
4. Кондратьев В.А. Краевые задачи для эллиптических уравнений в обла-
стях с коническими или угловыми точками // Тр. Московского мат. о-ва
– 1967. – 16 – С. 209-292.
5. Бурский В.П. Методы исследования граничных задач для общих диф-
ференциальных уравнений. – Киев: Наукова думка. – 2002. – 316 с.
6. Владимиров В.С. Обобщенные функции в математической физике – М:
Наука. – 1979. – 320 с.
Институт прикладной математики
и механики НАН Украины
ул.Р.Люксембург, 74
83114, Донецк, Украина
EKirichenko@iamm.ac.donetsk.ua
Получено 10.04.07
|