Файл: Левитов Л.С. Шитов А.В. Функция Грина Задачи с решениями (2002).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.06.2024
Просмотров: 844
Скачиваний: 1
294 |
змбœб 10. уœетиртпœпдйнпуфш |
ДЙБЗТБННЩ УПДЕТЦБФ ЖЕТНЙПООЩЕ РЕФМЙ, Б ЛХРЕТПŒУЛЙЕ ДЙБЗТБННЩ | ОЕФ.) рПМБЗБС s = 0 Й РТЕОЕВТЕЗБС ЪБŒЙУЙНПУФША `0 É `C ПФ РТПУФТБОУФŒЕООПЗП ЙНРХМШУБ, РЕТЕРЙЫЕН ХТБŒОЕОЙЕ (10.55) ФБЛ:
`C (i"; i" ) = `0(i"; i" ) + |
(10.56) |
|||
+ T |
" |
|
(2ı)3 `0 |
(i"; i" )G(i" ; p) G(−i" ; −p) `C (i" ; i" ) : |
|
|
|
d3p |
|
|
|
|
|
йОФЕЗТБМ РП ЙНРХМШУБН ŒЩЮЙУМСЕФУС РЕТЕИПДПН Л ЙОФЕЗТЙТПŒБОЙА РП ‰:
1 |
d3p |
ı 0 |
|
(" )2 + ‰p2 (2ı)3 |
= |" | : |
(10.57) |
|
рПЬФПНХ ХТБŒОЕОЙЕ ОБ ЛХРЕТПŒУЛХА БНРМЙФХДХ РТЙОЙНБЕФ ŒЙД |
|
||
`C (i"; i" ) = `0(i"; i" ) + ı 0T |
|
|
|
`0(i"; i" )`C (i" ; i" )=|" | |
(10.58) |
"
тЕЫЕОЙЕ 58 В. хТБŒОЕОЙЕ (10.58) НПЦОП ТЕЫЙФШ, ЕУМЙ ЪБŒЙУЙНПУФШ ПФ " Й " ЖБЛФПТЙЪХЕФУС. фПЗДБ ХТБŒОЕОЙЕ УФБОПŒЙФУС ŒЩТПЦДЕООЩН. рЕТЕРЙЫЕН ЕЗП, СŒОП ŒЩДЕМСС ЪБŒЙУЙНПУФШ ПФ " :
|
|
`C (i"; i" ) = –v(i") v(i" ) + ı 0T v(i" )`C (i" ; i" )=|" | : |
(10.59) |
"
фБЛЙН ПВТБЪПН, ПВБ ЮМЕОБ Œ ХТБŒОЕОЙЙ РТПРПТГЙПОБМШОЩ v(i"), РПЬФПНХ `C (i"; i" ) ≈ v(i"). йЪ УППВТБЦЕОЙК УЙННЕФТЙЙ УМЕДХЕФ, ЮФП ЪБŒЙУЙНПУФШ ПФ " ФБЛБС ЦЕ:
`C (i"; i" ) = ¸v(i")v(i" ) ; |
|
(10.60) |
|
ЗДЕ ¸ | ЛПОУФБОФБ, ЛПФПТХА НПЦОП ПРТЕДЕМЙФШ, РПДУФБŒЙŒ (10.60) Œ (10.59): |
|
||
|
v2(i" )=|" | : |
|
|
¸ = – + ı 0¸–T |
|
(10.61) |
|
" |
|
|
|
фБЛЙН ПВТБЪПН, |
|
: |
(10.62) |
¸ = – 1 − ı 0–T v2(i" )=|" | −1 |
|||
|
|
|
|
" |
|
|
|
ьФП ŒЩТБЦЕОЙЕ ПВТБЭБЕФУС Œ ВЕУЛПОЕЮОПУФШ, ЕУМЙ |
|
|
|
|
= 1=– 0 : |
|
|
ıT v2(i" )=|" | |
|
(10.63) |
|
" |
|
|
|
хУМПŒЙЕ (10.63) Й ПРТЕДЕМСЕФ ФЕНРЕТБФХТХ РЕТЕИПДБ Tc. |
|
|
|
тЕЫЕОЙЕ 58 Œ. œ УМХЮБЕ |
|
|
|
v(i") = !D =(!D2 + "2)1=2 |
|
(10.64) |
10.5. теыеойс |
|
|
|
|
|
295 |
ХТБŒОЕОЙЕ ОБ ФЕНРЕТБФХТХ РЕТЕИПДБ (10.63) РТЙОЙНБЕФ ФБЛПК ŒЙД: |
|
|||||
∞ |
|
|
!D2 |
1 |
|
|
|
|
|
(2n + 1)2)(2n + 1) = |
|
: |
(10.65) |
2 |
(!2 |
+ ı2T 2 |
– 0 |
|||
n=0 |
D |
c |
|
|
|
|
хДПВОП ŒОБЮБМЕ ТЕЫЙФШ ЬФП ХТБŒОЕОЙЕ У МПЗБТЙЖНЙЮЕУЛПК ФПЮОПУФША, Б ЪБФЕН ОБКФЙ Tc ВПМЕЕ ФПЮОП. нОПЦЙФЕМШ v2(i") ПВТЕЪБЕФ УХННХ Œ (10.63) РТЙ n ≈ nmax = !D =ıTc. еУМЙ УЮЙФБФШ nmax 1 Й РТЕОЕВТЕЮШ НОПЦЙФЕМЕН v2(i"), ЪБНЕОЙŒ ŒЕТИОЙК РТЕДЕМ УХННЩ ОБ nmax, РПМХЮЙН
nmax |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
= ln nmax |
= |
; |
(10.66) |
|||
|
|||||||
n=0 |
n + 1=2 |
0– |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ПФЛХДБ |
|
!D |
−1=– 0 |
|
|
|
|
|
Tc ≈ |
|
|
|
|
||
|
ı e |
|
: |
|
|
(10.67) |
ъОБЮЕОЙЕ ЛПЬЖЖЙГЙЕОФБ Œ ЬФПК ЖПТНХМЕ ФБЛЙН ПВТБЪПН ОБКФЙ ОЕМШЪС. дМС ЬФПЗП ОБДП ФПЮОЕЕ ŒЩЮЙУМЙФШ УХННХ Œ (10.65).
ъБНЕФЙН, ЮФП Œ УХННЕ (10.65) ЙНЕАФУС ДŒБ НБУЫФБВБ: Tc É !D , РТЙЮЕН, УПЗМБУОП (10.67), Tc !D . рПЬФПНХ ŒЛМБДЩ ЬФЙИ НБУЫФБВПŒ НПЦОП ТБЪДЕМЙФШ, ЙУРПМШЪХС УМЕДХАЭЙК УФБОДБТФОЩК РТЙЕН. тБЪПВШЕН УХННХ ОБ ДŒЕ ЮБУФЙ: РП n < n0 É ÐÏ n > n0, РТЙЮЕН ФПЮЛХ ТБЪВЙЕОЙС n0 ŒЩВЕТЕН ФБЛ, ЮФП n0 1, Й ПДОПŒТЕНЕООП 2ıTcn0 !D. оБКДЕН УХННХ РП ЛБЦДПК ЙЪ ПВМБУФЕК, Б ЪБФЕН УМПЦЙН ТЕЪХМШФБФЩ. œ ПВМБУФЙ n < n0 НПЦОП ЪБНЕОЙФШ ЖХОЛГЙА v(i") ОБ ЕДЙОЙГХ, РПУМЕ ЮЕЗП ЬФБ ЮБУФШ УХННЩ МЕЗЛП ŒЩЮЙУМСЕФУС У РПНПЭША ФПЦДЕУФŒ
|
nlim |
|
1=k − ln n = C ; |
(10.68) |
|
∞ (−1)k+1=k = ln 2 ; |
n |
||||
k=1 |
→∞ k=1 |
|
|
|
|
ЗДЕ C = 0; 577: : : | РПУФПСООБС ьКМЕТБ. уЛМБДЩŒБС ЬФЙ ДŒБ ФПЦДЕУФŒБ, РПМХЮБЕН |
|||||
ŒЛМБД ПВМБУФЙ n < n0: |
|
|
|
|
|
|
n0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
≈ ln(2n0) : |
|
|
S(n < n0) = n=0 2n + 1 |
(10.69) |
œ ŒЩУПЛПЮБУФПФОПК ПВМБУФЙ n > n0 НПЦОП РТЕОЕВТЕЮШ Tc РП УТБŒОЕОЙА У !D É
ЪБНЕОЙФШ УХННХ ЙОФЕЗТБМПН, ЛПФПТЩК МЕЗЛП ŒЩЮЙУМСЕФУС: |
$ |
|
|
||||||
S(n > n0) = |
|
"2 +D!2 |
" |
= 2 ln |
"2 |
+ !2 |
: |
(10.70) |
|
∞ |
!2 |
d" |
1 |
|
"2 |
$ |
∞ |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
$ |
2ıT n0 |
|
|
|
|
|
|
D |
|
||||
2ıT n |
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
œ РТЕДЕМЕ !D 2ın0Tc ОБИПДЙН |
|
|
|
!D |
|
|
|
|
|
S(n > n0) = ln |
: |
|
|
|
(10.71) |
||||
2ın0Tc |
|
|
|
296 |
змбœб 10. уœетиртпœпдйнпуфш |
фЕРЕТШ, УХННЙТХС ŒЛМБДЩ ПФ ПВМБУФЕК n < n0 É n n0, РТЙŒПДЙН ХТБŒОЕОЙЕ (10.63) Л ŒЙДХ
1 |
= ln |
!D + C : |
(10.72) |
– 0 |
|
ıTc |
|
тЕЫБС ЕЗП, ОБИПДЙН ХФПЮОЕООПЕ ŒЩТБЦЕОЙЕ ДМС ФЕНРЕТБФХТЩ РЕТЕИПДБ Tc:
Tc = |
2‚ |
!D e−1=– 0 ; |
(10.73) |
|
ı |
|
|
ÇÄÅ ‚ = eC .
тЕЫЕОЙЕ 59 Б. дЙБЗТБННЩ ОБ ТЙУХОЛБИ 10.6, 10.7 РПЛБЪЩŒБАФ, ЮФП ЭЕМШ ´ ŒПЪОЙЛБЕФ Œ ТЕЪХМШФБФЕ УŒЕТФЛЙ БОПНБМШОПК ЖХОЛГЙЙ F (i"; p) Й ЛХРЕТПŒУЛПК ŒЕТЫЙОЩ `0(i"; i" ). рПЬФПНХ Œ ПВЭЕН УМХЮБЕ ЭЕМШ ЪБŒЙУЙФ ПФ ЬОЕТЗЙЙ Й, УППФŒЕФУФŒЕООП, НЩ
~ |
|
|
|
|
|
ВХДЕН ЙУРПМШЪПŒБФШ ПВПЪОБЮЕОЙЕ ´(i"). рТЙ ЬФПН ХТБŒОЕОЙЕ УБНПУПЗМБУПŒБОЙС РТЙ- |
|||||
ОЙНБЕФ УМЕДХАЭЙК ŒЙД: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(10.74) |
|
´(~ i") = T |
`0(i"; i" )F (i" ; r = r ) ; |
||||
" |
|
|
|
|
|
Б ŒЕМЙЮЙОБ F (i"; r = r ) ТБŒОБ |
|
"2 + ‰p2 + ´~ 2 |
(i") (2ı)3 : |
|
|
F (i"; r = r ) = |
(10.75) |
||||
|
|
~ |
3 |
p |
|
|
|
´(i") |
d |
|
фБЛЙН ПВТБЪПН, Œ ПВЭЕН УМХЮБЕ ЭЕМШ УМЕДХЕФ ПРТЕДЕМСФШ ЙЪ ЙОФЕЗТБМШОПЗП ХТБŒОЕОЙС. пОП ОЕУЛПМШЛП ХРТПЭБЕФУС, ЕУМЙ ЪБŒЙУЙНПУФШ `0(i"; i" ) ПФ ЬОЕТЗЙЙ ЖБЛФПТЙЪХ-
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
ЕФУС. фПЗДБ МЕЗЛП ŒЙДЕФШ, ЮФП ЭЕМШ ´(i") РТПРПТГЙПОБМШОБ v(i"). фБЛЙН ПВТБЪПН, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
УŒЕТИРТПŒПДСЭЙЕ ЬЖЖЕЛФЩ ĂŒЩЛМАЮБАФУСĄ РТЙ |"| !D. ъБРЙУЩŒБС ´(i") Œ ŒЙДЕ |
|||||||||||
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
(10.76) |
|
´(i") = ´(T )v(i") ; |
|
|
|
|
|||||||
РПМХЮБЕН ХТБŒОЕОЙЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
" |
|
"2 + ‰p |
+ v (i")´ (T ) (2ı) |
|
|
||||||
|
|
|
v2 |
(i")´(T ) |
|
|
d3p |
3 : |
|
||
´(T ) = –T |
|
|
|
|
2 |
2 |
2 |
|
(10.77) |
||
тЕЫЕОЙЕ 59 В. œЩЮЙУМСС ЙОФЕЗТБМ РП ‰ Œ УППФОПЫЕОЙЙ (10.77), РПМХЮБЕН |
|
||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
v2(i") |
|
|
|
|
|
= ıT |
'" + ´ (T )v (i") |
|
|
(10.78) |
|||||||
|
|
|
|
|
: |
|
|
||||
– 0 |
|
|
" |
|
2 |
2 |
2 |
|
|
|
|
тБУУНПФТЙН ЛБЮЕУФŒЕООП, ЛБЛ ŒЕДЕФ УЕВС ТЕЫЕОЙЕ ЬФПЗП ХТБŒОЕОЙС. рТЙ T ´(T ) УХННХ Œ РТБŒПК ЮБУФЙ НПЦОП ЪБНЕОЙФШ ЙОФЕЗТБМПН. фБЛЙН ПВТБЪПН, Œ ЬФПН РТЕДЕМЕ ЪБŒЙУЙНПУФШ ПФ T ЙУЮЕЪБЕФ, Й ´(T ) УФТЕНЙФУС Л РПУФПСООПНХ РТЕДЕМХ. ъБŒЙУЙНПУФШ ПФ T ДПМЦОБ ВЩФШ ПЮЕОШ УМБВПК, РПУЛПМШЛХ ДМС ЗМБДЛПК ЖХОЛГЙЙ УХННБ ПЮЕОШ ИПТПЫП БРРТПЛУЙНЙТХЕФ ЪОБЮЕОЙЕ ЙОФЕЗТБМБ.