ОПРЕДЕЛЕНИЕ 1.3. Задача Коши (1.1)-(1.2) называется сильно разрешимой, если для любого существует единственное сильное решение.
Задача Коши (1.1)-(1.2) сильно разрешима и решение дается той же формулой (1.3), но для практической цели это формула мало пригодна, поскольку зачастую интеграл окажется не вычисляемой в квадратуре, поэтому применяются приближенные методы вычисления определенных интегралов. Но эти методы также наталкиваются на препятствия, дело в том, что в нашей ситуации верхняя граница интеграла является переменной величиной и это обстоятельство создает дополнительные трудности. Классический метод Фурье- разложение решения по собственным функциям также не применим из-за отсутствия последних, ибо хорошо известно вольтерровость задачи Коши.
ПРОБЛЕМА. Возможно ли разложение решения задачи Коши (1.1)-(1.2) в ряд Фурье по некоторой ортонормированной системе так, чтобы частичные суммы этого ряда наилучшим образом приближали этого решения среди всех конечномерных приближений.
2. Вспомогательные предложения
Пусть пространство Гильберта, - линейный вполне непрерывный оператор, определенный на этом пространстве, а - инволюция, определенный формулой:
(2.1)
Нетрудно установить, что оператор является унитарным и самосопряженным, поэтому имеет место равенство
(2.2)
ЛЕММА 2.1. Если вполне непрерывный оператор удовлетворяет условию
(2.3)
то оператор является вполне непрерывным и самосопряженным оператором в гильбертовом пространстве .
ДОКАЗАТЕЛЬСТВО. Во-первых, имеет место равенство . Во-вторых, произведение ограниченного и компактного оператора компактен.
ЛЕММА 2.2. Если оператор интегрирования, определенный формулой
(2.4)
в гильбертовом пространстве , то имеет место формула
где - оператор, определенный формулой (2.1).
Достарыңызбен бөлісу: |