Уравнения математической физики. Теория потенциала 2. (Лекция 5) презентация

Содержание

Теория потенциала Потенциал простого слоя

Слайд 1Уравнения математической физики
6 семестр

Лекция 5


Теория потенциала 2.


12 мая 2014 года
Лектор: профессор

НИЯУ МИФИ, д.ф.-м.н.
Орловский Дмитрий Германович

Дистанционный курс высшей математики НИЯУ МИФИ


Слайд 2Теория потенциала
Потенциал простого слоя


Слайд 3
Теория потенциала
Асимптотика на бесконечности


Слайд 4


Теория потенциала


Слайд 5

Теория потенциала



Прямое значение нормальной производной


Слайд 6

Теория потенциала
Теорема Гаусса о поверхностной дивергенции


Слайд 7
Теория потенциала
Потенциал двойного слоя


Слайд 8
Теория потенциала
Асимптотика на бесконечности


Слайд 9Теория потенциала


Слайд 10

Теория потенциала




Слайд 11

Теория потенциала
Интеграл Гаусса


Слайд 12
Теория потенциала
E(x,y) - гладкая гармоническая функция в области Ω, по следствию

из формулы Грина


Воспользуемся интегральным представлением гладкой гармонической функции u(x)=–1



Слайд 13
Теория потенциала
Решение краевых задач с помощью потенциалов


Слайд 14

Теория потенциала
Внутренняя задача Дирихле:







Внешняя задача Дирихле:


Слайд 15
Теория потенциала


Слайд 16

Теория потенциала
Внутренняя задача Неймана:







Внешняя задача Неймана:


Слайд 17
Теория потенциала
Теория Фредгольма
Ортогональность:


Слайд 18
Теория потенциала
Интегральные уравнения теории потенциала


Слайд 19
Теория потенциала
Лемма о решении уравнения (N+)


Слайд 20Теория потенциала
Исследование первой пары интегральных уравнений (n=3)


Слайд 21

Теория потенциала


Слайд 22Теория потенциала
Следствие 1. Внутренняя задача Дирихле при n=3 имеет решение для

любой непрерывной граничной функции, это решение единственно и представимо потенциалом двойного слоя.


Следствие 2. Внешняя задача Неймана при n=3 имеет решение для любой непрерывной граничной функции, это решение единственно и представимо потенциалом простого слоя.

Слайд 23Теория потенциала
Исследование первой пары интегральных уравнений (n=2)


Слайд 24

Теория потенциала


Слайд 25
Теория потенциала
Следствие 1. Внутренняя задача Дирихле при n=2 имеет решение для

любой непрерывной граничной функции, это решение единственно и представимо потенциалом двойного слоя.

Слайд 26
Теория потенциала
Дополнительный анализ интегрального уравнения N+ (n=2)


Слайд 27
Теория потенциала
Следствие 2. Внешняя задача Неймана для непрерывной граничной функции φ(x)

при n=2 имеет решение тогда и только тогда, когда эта граничная функция удовлетворяет условию



Решение задачи определено с точностью до постоянного слагаемого и одно из решений (убывающее к нулю на бесконечности) представимо потенциалом простого слоя.

Слайд 28Теория потенциала
Исследование второй пары интегральных уравнений


Слайд 29Теория потенциала
Лемма. Пусть

и


тогда внутри S


Слайд 30Теория потенциала
Лемма. Если потенциал простого слоя равен нулю внутри S, то

его плотность равна нулю.

Одномерность собственных подпространств (n≥3)


Слайд 31
Теория потенциала


Слайд 32

Лемма.
Теория потенциала
Одномерность собственных подпространств (n=2)


Слайд 33Теория потенциала


Слайд 34
Теория потенциала


Слайд 35Теория потенциала
Пространство решений однородного уравнения внешней задачи Дирихле состоит из констант.
Пространство

решений однородного уравнения внутренней задачи Неймана одномерно (все решения пропорциональны любому одному из ненулевых решений этого уравнения).

Слайд 36Теория потенциала
Потенциал Робена
Выбираем решение, для которого эта константа равна 1 (плотность

Робена и потенциал Робена):

Слайд 37


Теория потенциала
Физический смысл потенциала Робена (n=3)

S – идеальный проводник
Q – заряд

на S














Слайд 38
Теория потенциала
Условие разрешимости:
Следствие. Внутренняя задача Неймана для непрерывной граничной функции φ(x)

имеет решение тогда и только тогда, когда эта граничная функция удовлетворяет условию (R).
Решение задачи определено с точностью до постоянного слагаемого и одно из решений представимо потенциалом простого слоя.

Слайд 39
Теория потенциала
Условие разрешимости:
Следствие. Если для непрерывной граничной функции φ(x) выполнено условие

(R), то решение внешней задачи Дирихле существует, единственно и представимо потенциалом двойного слоя.

Слайд 40Теория потенциала
Пример.
Решение внешней задачи Дирихле нельзя представить потенциалом двойного слоя, следовательно,

условие (R) не выполнено.

Слайд 41Теория потенциала
Пример.
Решение внешней задачи Дирихле нельзя представить потенциалом двойного слоя, следовательно,

условие (R) не выполнено.

Слайд 42
Теория потенциала
Разрешимость внешней задачи Дирихле для произвольной непрерывной граничной функции


Слайд 43
Теория потенциала
Условие разрешимости:


Слайд 44Теория потенциала
Следствие. Решение внешней задачи Дирихле при n≥3 существует для любой

непрерывной граничной функции, единственно и представимо в виде суммы потенциала точечного заряда и потенциала двойного слоя.



Слайд 45
Теория потенциала
Условие разрешимости:
Следствие. Решение внешней задачи Дирихле при n=2 существует для

любой непрерывной граничной функции, единственно и представимо в виде суммы константы и потенциала двойного слоя.

Слайд 46Уравнения математической физики.
Теория потенциала 2.
Лекция 5 завершена.
Спасибо за внимание!
Дистанционный курс высшей

математики НИЯУ МИФИ



Тема следующей лекции:
Специальные функции 1.
Лекция состоится в понедельник 19 мая
В 10:00 по Московскому времени.


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика