- •I рода слева – I рода справа.
- •II рода слева – II рода справа.
- •I рода слева – II рода справа.
- •II рода слева – I рода справа.
- •I рода слева – III рода справа.
- •II рода слева – III рода справа.
- •III рода слева – I рода справа.
- •III рода слева – II рода справа.
- •III рода слева – III рода справа.
- •Разложение функций в ряд Фурье по собственным функциям задач Штурма – Лиувилля
- •Коэффициенты разложения функций в ряд Фурье по собственным функциям задач Штурма – Лиувилля
- •Таблица собственных чисел и функций задач Штурма – Лиувилля с различными краевыми условиями
- •Таблица норм собственных функций задач Штурма – Лиувилля с различными краевыми условиями
УМФ – Задачи Штурма-Лиувилля – I
12.Таблица собственных чисел и функций задач Штурма – Лиувилля с различными краевыми условиями
Кр. усл.
I – I
I – II
I – III
II– I
II– II
II – III
III– I
III – II
III – III
Собственные числа и функции
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2n2 |
; |
|
Xn(x) = sin |
nx |
; |
|
|
n 2 N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
n = l2 |
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
n = |
(22l |
1) |
|
|
; |
|
Xn(x) = sin |
|
|
|
|
|
|
2l |
|
|
|
; |
n 2 N |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2n 1)x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Xn(x) = sin |
|
|
p n x |
; |
|
n |
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
n > 0 |
|
|
|
|
|
решения уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
h tg( |
l); |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
k = |
|
|
2p |
1) |
|
|
|
; |
|
Xk(x) = cos |
(22p |
1) |
x |
; |
k 2 N |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
(2k |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 = 0; |
X0(x) 1; |
|
|
|
|
n = |
n |
|
2 |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nx |
; |
|
|
|
n 2 N |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
Xn(x) = cos l |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Xn(x) = cos |
|
|
p n x |
; |
n |
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
n > 0 |
|
|
решения уравнения |
|
|
|
|
|
|
n tg( |
|
n l) = h; |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Xn(x) = h sin |
|
|
p n x |
+ p |
|
|
|
|
cos |
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
n |
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p n x |
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
n > 0 |
|
|
|
решения уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
h tg( |
|
l); |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Xn(x) = h sin |
|
|
|
p n x |
+ p cos |
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
n |
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
p n x |
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
n > 0 |
|
|
|
|
|
решения уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
= h ctg( |
l); |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
||||
8 |
|
|
решения уравнения |
ctg(p |
|
|
|
|
|
l) = |
H |
|
|
|
ph |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
n > 0 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
H+h |
H |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< X |
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
+ p |
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
(x) = H sin |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
cos |
|
|
|
|
x ; |
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
n |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
> |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-16-
УМФ – Задачи Штурма-Лиувилля – I
13.Таблица норм собственных функций задач Штурма – Лиувилля с различными краевыми условиями
Кр. усл.
I – I
I – II
I – III
II– I
II– II
II – III
III– I
III – II
III – III
kXkk2
kXkk2 = 2l
kXkk2 = 2l
kXkk |
2 |
= |
l(h2+ k)+h |
|
|
|
2(h2+ k) |
kXkk2 = 2l
kXkk2 = 2l
|
|
kXkk |
2 |
|
|
1 |
|
|
l( k+h2)+h |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
= 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
k+h2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
kXkk |
2 |
= |
l(h2 |
+ k)+h |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
kXkk |
2 |
= |
l(h2 |
+ k)+h |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
8 kXkk2 = |
( |
|
k) ( |
2(Hk2)+ k)(h2 |
+ k) |
( |
|
) |
|
|||||||||||
> |
|
l |
H2+ |
|
|
2 |
h2+ +(H+h)( k+Hh) |
k+H2 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
+ k)+2h |
|
|
|||||
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l(h |
|
|
||||||
< |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
в случае H = h |
|
|
kXkk = |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
:
-17-