在边界摄动的情况下高阶常微分方程的特征值和特征函数的摄动

小引:数学物理中许多问题都归结为确定微分算子的特征值和特征函数以及将任意函数按特征函数展成级数(或积分)的问题。例如,用富里埃(J.Fourier)方法求偏微分方程满足给定的初始条件与边界条件的解便是如此。近年来,由于量子力学的发展,要求研究微分算子的谱和按微分算子的特征函数展开给定的函数,这一问题一直吸引着人们的极大注意,并且也有很多关于这方面的工作。在文章中作者已研究过关于在边界摄动的情况下,二阶常微分方程的特征值和特征函数的摄动,即     

二阶拟线性常微分方程组边值问题的奇摄动

本文研究二阶拟线性常微分方程组边值问题εy″+A(t,y,ε)y′十g(t,y,ε)=0y(0,ε)=α(ε),y(1,ε)=β(ε)其中ε>0是小参数,y,g,α,β是n维向量函数,A是n×n矩阵函数。假设退化问题A(t,y,0)y′+g(t,y,0)=0,y(1)=β(0)有解y_0(t),则加上一些其他条件后,便可推知当ε>0充分小时,存在摄动问题的解y(t,ε),它和它的导函数可表为y(t,ε)=sum from i=0 to m(y_i(t)ε~i十O(ε~(m+1))+O(e~(-μi/ε))y′(t,ε)=sum from i=0 to m(y_i′(t)ε~i十O(ε~(m+1))+O(ε~(-1)e~(-μi/ε))其中y_1(t),…,y_m(t)可依次由具有递推形式的一阶常微分方程组的终值问题解出。     

在边界摄动的情况下高阶常微分方程解的摄动

在物理和力学的很多问题中出现了带有小参数ε的微分方程和边界条件,当ε=0时为不摄动(极限)问题,当ε≠0时为摄动问题。有一系列著作专门讨论了这样方程的渐近解的建立。在文章[1]中作者已研究过关于在边界摄动的情况下,二阶常微分方程解的摄动,即     

边界摄动时线性常微分方程组解的摄动

本文将〔1〕、〔2〕中所得到的结果推广到线性常微分方程组的情况。与〔1〕、〔2〕不同的是,当未摄动齐次边值问题L_0有非平凡解时,作者就最一般的情况,即非平凡解是多重的并且边界条件是一般的情况,进行了研究。为此,附带地预先导出利用广义逆矩阵表示的非齐次边值问题的可解性条件。最后一节将边界摄动时具有一般边界条件的高阶线性常微分方程过值问题转化为线性常微分方程组边值问题进行研究并得到相应的结论。