і
=
і
A,
(95)
түрінде жіктеледі. Дэл осылай
і=і л.
қатарын аламыз.
103
H( x, s) ядросын жіктейік. {(pt(
jc
)} жүйесі бойынша
H ( x , s ) = Z H i(s)
I 1
түрінде жіктейміз, мұндағы,
Н , (s) = \ H (x,s)(p, (x)dx = \<р, (s) ,
ал бұл монді алдыңғы қатарға қойып,
я ,(х ,я ) = х X v M v - X s )
а Л *
қатарын аламыз. Бұл катар х пен s бойынша орташа жинакты. Расында,
жоғарыдағы өрнектерден
„
<і А,
ds = \ H 2 (s,x)ds - X ( x ) =
а
;
I
A ,
Я 2( х , х ) - І ^ ; ( х ) = £ ^ r ( x ) ,
/=1 /Ч/.
/=Л+1 /и,
бұл (95) бірқалыпты жинақты қатарының қалдық мүшесі, сондыктан ол /?—»оо
жағдайда нөлге ұмтылады. Демек,
lim j Я ( х ,.? ) - х 4 ^
/=і А,
-| 2
= 0.
6. БІРІНШІ ТЕКИ ИНТЕГРАЛДЫҚ
ТЕҢДЕУЛЕР
§ 6.1. Вольтеранның бірінші текті теңдеуі
Вольтеранның 1 -текті интегралдық тендеуін қарастырайық:
\K{x,s)(p{s)ds = f ( x ) ,
(96)
и
мұндағы, K(x ,s) пен f ( x ) функциялары белгілі, ал (р(х) белгісіз функциялар.
Екінші текті интегралдық тендеуге қарағанда бұл тендеудің шешімі бар болуы
үшін кейбір жаңа шарттар қою керек. Ол үшін
) (p(s)ds = f ( x )
a
теңцеуін қарастырайық. Бұл тендеудің шешімін C[a,b\ класынан іздейік. Бұл жағ-
дайда теңдеу шешілуі үшін f ( a ) = 0 болуы қажет жэне / ( х) функциясының [a,b]
кесіндіде үзіліссіз туындысы бар болуы керек, яғни теңдеудің оң жағы кез келген
функция емес.
Енді (96) тендеуін қарастырайық. Ол тендеудің үзіліссіз (р(х) шешім бар
болуы үшін / ( я ) = 0 болуы қажетті. Оның үстіне, егер - ^ K ( x , s ) е C[a,b\ болса,
онда / ' ( х ) е С[а, b \ (96) тендеуінің екі жағында х бойынша дифференциялдап,
К(х,х)(р{х) + } K'x (x,s)(p(s)ds = f \ x )
(97)
a
теңдеуін аламыз. Мұндағы,
К(
х
,
х
)
ф
О, xe[a,b\
болсын. Бұл теңдеуді К(х,х)
функциясына бөліп,
(р(х) + \
K ( x , s )
К(х,х)
(p{s)ds =
f i x )
К(х, х)
(98)
2-текті Вольтерра тендеуін аламыз. (98) теңцеуін жоғарыдағы айтылған эдістер-
мен шешу арқылы біртекті (96) интегралдық теңдеуінің шешімін табамыз.
105
Егер К ( х , х ) функциясы [a,b\ кесіндінің кейбір нүктелерінде нөлге айналса
(мәселен, х - с нүктесінде), онда (98) теңдеуі 2-текті тендеудің қасиеггерінен
бөлек, ерекше қасиетке ие болады. Мұндай теңдеуді Пикар анықтамасы бойынша
3-текті деп атайды. Ондай теңдулерді біз қарастырмаймыз.
Кейбір жағдайда К ( х , х ) = 0 болса, (97) теңдеуі тағы да 1-текті теңдеу түрінде
қалады:
J K[(x,s)(p(s)ds = f ' ( x ) ,
бұган тағы да (96) теңдеуін 2-текті теңдеуге келтіру эдісін колданамыз, бірақ бұл
жағдайда K ( x , s ) пен / ( х ) функциялары С 2[<з,б] класында болуы керек.
• Ескерту.
Егер
/С(х,х)
функциясы
[a,b\ кесіндісінің
оңашаланған
с, <с2 <.... нүктелерінде нөлге айналса, онда (96) интегралын жеке-жеке аралық-
тарда қарастырып, (98) теңдеуіне келтіреді.
Мысалы, 0 < х < тг, 0 < s < х болганда
х
J cos(x + s)cp(s)ds = / ( х )
тендеуін қарастырайық. Бұл теңдеуді х бойынша дифференциялдап, 2-текті тең-
деуді аламыз:
х
C0s 2x ^ x ) - J s i n ( x + s)#>(5')£/x = f \ x ) .
о
( ( л-^^
тс Ъп
Ал cos2x = 0 тендеуінің түбірлері х =
Егер х е О,
4 4
^ ( 4 ; ;
cos 2х
ф
0, сондықтан
болса, онда
<р(х) ~
= / М
,
(
о cos2x
cos2x
О,
V
V 4 /
екінші текті тендеуі шығады. Басқа нүктелер үшін де осы әдісті қолданамыз.
Достарыңызбен бөлісу: |