2.1.2-misol. Bessel tenglamasini o’ziga qo’shma bo’lgan differensial tenglamaga keltiring.
Bu yerda
Bu Bessel tenglamasiga qo’shma bo’lgan differensial tenglamadir.
2.1.7- teorema Ma’lumki tenglama 2 ta chiziqli bog’liq bo’lmagan yechimlarga ega bo’lib, bu yechimlardan birini ketma-ket ikkita nollari orasida ikkinchi yechimning faqat bitta noli yotadi.
Bunday xossaga, har qanday ikkinchi tartibli bir jinsli chiziqli differensial tenglamaning chiziqli bog’liq bo’lmagan ikkita tebranuvchi yechimlarga ega bo’ladi.
Ikkinchi tartibli bir jinsli
(2.1.16)
differensial tenglamaning ikkita chiziqli bog’lik bo’lmagan tebranuvchi yechimlarining nollari bir-birini o’zora ajratadi.
Isbot. Faraz etaylik va (2.1.17) tenglamaning ikkita chiziqli bog’lik bo’lmagan tebranuvchi yechimlari bo’lsin va yechimning ikkita ketma- ket noli x0 va x1bo’lib, oraliqda
boshqa nolga ega bo’lmasin.
Ya’ni
Isbot etamizkim oraliqda faqat bitta nuqta mavjudkim, bu nuqtada bo’ladi. Teskarisincha faraz etaylik oraliqdagi nuqta uchun
bo’lsin.
Masalanning aniqligi uchun (x0,x1) da y2(x)>0 bo’lsin.
[x0,x1] oraliq oxirida y2(x) nolga teng bo’lmaydi, ya’ni aks, xolda Vronskian
(2.1.18)
x0 va x1nuqtada nolga teng bo’lar edi. Buning bo’lishi mumkin emas, chunki y1(x)vay2(x) lar chiziqli boglik emas.
Demak Vronskiy determinanti bu oraliqda o’z ishorasini o’zgartirmaydi. Shuning uchun W(x)>0 deb olish mumkin [x0,x1] da.
(2.1.18) ning xar ikkala tomonini ga bo’lamiz.
y2>0 bo’lgani uchun, bu tenglikning o’ng tomoni xni uzluksiz funksiyasi bo’ladi.Keyingi tenglikni xar ikkala tomonini x0 dan x1 oraliqda integrallaymiz:
Bu keyingi tenglikning chap tomoni nolga teng bo’lib, o’ng tomoni esa musbatdir.
Bu qarama-qarshilik ko’rsatadikim, shunday nuqta (x0< <x1) mavjudkim bu nuqtada y2( )=0 .Bunday nuqta yagonadir aksincha faraz etaylik y2(x) ikkita nolga ega bo’lsin bunda .
y1 bilan y2o’rinlarini almashtirsak, bilan oraliqda y1(x) ning bitta noli bo’lar edi.Bu esa y1(x) ikkita ketma-ket x0,x1 nolga ega degan shartga karama karshidir.
Shturm teoremasiga misol kilib, y''+y=0 tenglamani olish mumkin. Bu tenglamaning ikkita y1=cosx ,y2=sinx chiziqli boglik bo’lmagan yechimlarinining nollari almashinib keladi.
Dostları ilə paylaş: |