Laplasning ikkinchi tenglamasiga keltiriladigan masalalar. Dirixle masalasini yechish

Yuqori yarim tekislikda Laplas tenglamasi uchun Dirixle masalasi.
2.3-teorema. funksiya yuqori yarim tekislikda garmonik va chegaralangan, chekli sondagi nuqtalardan tashqari to’g’ri chiziqqacha uzluksiz bo’lsin. U holda Puasson formulasi
(2.17)
o’rinlidir, bu yerda , .
Isbot. , nuqtani feksirlab, Jmz>0 yuqori tekislikni |ζ|<1 , h(z₀)=0 doiraga
(2.18)
konform akslantirishni qaraymiz.
(2.18) dan
(2.19)
topamiz. funksiya |ξ |<1 doirani yuqori yarim tekislikka shunday konform akslantiradiki, g(0)=z₀. 2.1-teoremaga ko’ra |ζ|<1 doirada chegaralangan va chekli sondagi nuqtalardan tashqari |ζ|=1 aylanagacha uzluksiz. O’rta qiymat haqidagi teoremaga ko’ra
(2.20)
Avvagi o’zgaruvchiga qaytamiz. (2.20) integralda
(2.21)
almashtirish olamiz.
.
(2.21) dan (2.22)
ni ga almashtirib (2.20)-(2.22) dan (2.17) ni hosil qilamiz.
ekanligidan (2.17) Puasson formulasini
(2.23)
ko’rinishda yozish mumkin.
(2.17) yoki (2.23) formulalar yordamida Laplas tenglamasi uchun Dirixle masalasini yuqori yarim tekislikda yechish mumkin.
(2.24)
Masalani qaraymiz, bu yerda R(x) haqiqiy ratsional funksiya, haqiqiy o’qda qutbi yo’q va z→∞ da .
Bu masalaning yechimi (2.23) ga ko’ra

bu yerda . Bu integralni qoldiq yordamida hisoblash mumkin.

(2.25)
Qoldiq R(ξ ) funksiyaning Jmξ <0 yarim tekislikdagi barcha qutblari bo’yicha olinadi.
2.4-misol.

masalani qaraymiz.

(2.25) formulaga ko’ra

Ixtiyoriy bir bog’lamli sohada Laplas tenglamasi uchun Dirixle masalasini yechish shu sohani doira yoki yuqori yarim tekislikka konform akslantirish va Puasson formulasi orqali yechiladi.

2.5-misol.
(2.26)

(2.27)
masalani yeching.

Yechish. funksiya 00 yuqori tekislikka konform akslantiradi. Bunda (2.27) shart

(2.17) formulaga ko’ra

almashtirish olib (2.26)-(2.27) masalaning yechimini

hosil qilamiz.