Смекни!
smekni.com

Об интегральных формулах Вилля-Шварца для трехсвязных областей и ее применение к краевым задачам (стр. 8 из 11)

Из (61) получим:

, (62)

, (63)

где

,
,
,
.

Формулы (62) и (63) называются интегральными формулами Вилля-Пуассона. Подставляя (62) и (63) в исходную интегральную (59) мы получим интегральную формулу Дирихле через интеграл Чизотти. Формулы (62) и (63) можно назвать интегральными формулами Дирихле-Чизотти для конечных двусвязных областей.

в) Интегральная формула Чизотти для заданных областей – решение

задачи Дирихле для соответствующих областей.

Если известны интегральные формулы Шварца для круговых областей

, дающие аналитической в
функции
через нормальной производной ее действительной части на границе
области
и интегральные представления Чизотти для круговых областей, дающие выражение функции
, реализующей конформное отображение области
на ограниченную гладкой кривой (51), (52), то поэтому интегральную формулу, дающую конформное отображение
на
через нормальную (касательную) производную ее действительной (мнимой) части
на границе
, естественно назвать интегральной формулой Дини-Шварца-Чизотти для заданных областей.

Можно рассмотреть интегральные формулы Дини-Шварца для многосвязных областей и их применение к решению краевых задач типа Дирихле.

Решение задачи Неймана сводится к решению задачи Дирихле сопряженной гармонической функции.

Учитывая, что задача конформного отображения многосвязной области

на каноническую область
и задача Дирихле для той же области эквивалентны (49), используем интегральный метод Чизотти для соответствующих областей (50), (51).

Применяя ИПАФ типа Шварца регулярной и однозначной в

, найдем решение задачи Дирихле, как представляющее однозначную и аналитическую (гармоническую) в произвольной многосвязной области функцию

(64)

удовлетворяющую в

уравнению

(65)

и граничному условию

,
, (66)

где

.

Решение задачи (65) и (66) в заданных произвольных областей

имеет следующий вид:

(67)

или после соответствующих преобразований получим (§4 п."б"):

;

, (68)

где

и
постоянные, определяемые нормировкой функции
,
- угол наклона касательной
в точке
, соответствующей
при отображении
.

Пусть теперь

- каноническая область (круг, концентрическое круговое кольцо, внешность двух кругов, …), а
- соответствующая область, ограниченная контуром
.

Построим функцию

, дающую конформное отображение
на
. Причем будем для простоты считать, что
,
.

В силу конформности отображения

всюду в
функция равна

;
на
(69)

,

Следовательно, функцию

можно представить следующими интегральными формулами типа Шварца:

,
, (
);

,
, (
; (70)

,
,

где

- ядро Шварца для круга;

- функция Вейерштрасса;

- ядро Александра-Сорокина для неконцентрического кругового кольца;

- ядро для внешности двух окружностей;

- ядро для симметричных и равных (неравных) окружностей.

Интегральное представление (68) назовем интегральной формулой для решения задачи типа Дирихле для рассмотренных областей

.

Для нахождения гармонической

(или
) в произвольной односвязной области
функций, достаточно знать
или
обычные классические интегральные формулы Пуассона для круга
:

или

.

2. Для нахождения решения задачи Дирихле в произвольной двусвязной ограниченной (конечной) области

через
- решение кругового кольца надо пользоваться контурной компактной формулой Вилля, т.е.
и
- интегральные формулы Пуассона для кругового кольца (
):