不同边界条件下特征值的渐近性质

不同边界条件下特征值的渐近性质

论文摘要

在数学领域中,谱分析占有很重要的一席之地,而第一正特征值正是谱的主阶.本文主要研究的是偏微分方程中的一个特征值相关问题:Laplace算子第一正特征值的渐近性质.在前人的研究中,发现在Dirichlet边界下,Laplace算子特征值具有很好的区域单调性质,即:随着区域的增大,特征值会减小.之后,很快就有人发现在Neumann边界条件下,这个单调性质并不成立.却鲜有人研究在混合边界条件下Laplace算子特征值的单调情况.本文研究的正是在混合边界条件下,Laplace算子特征值的渐近性质.第一章为绪论,首先,本文简单介绍了Laplace算子特征值的现实意义和国内外研究现状,并给出了本文的研究内容和主要结论.第二章为理论基础,介绍了文章用到的一些理论,如贝塞尔方程、极小极大值原理和Sturm-Liouville理论等.第三章为文章的主要部分,给出了在四种不同混合边界条件下Laplace算子特征值的渐近性质.首先,用变量分离的方法求解Laplace算子特征值问题.分为与角度相关的问题一和与半径相关的问题二.对于问题一,采用常数变易法求解;对于问题二,为了简化运算,首先进行变量替换,将此方程转化为Bessel方程,采用级数展开的方法进行求解,将两个子问题的解带入原方程,得到最终解.通过求解,将二维关系映射到一维.其次,用极小极大值原理证明了Laplace算子特征值的严格递增性,找到了第一正特征值为μ11,并给出了证明.接下来,本文研究了在四种不同混合边界条件下Laplace算子第一正特征值的渐近性质,并给出了证明.最后,对本文进行总结,并给出了本文可以改进的地方,拓展了今后可以继续研究的方向.

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 前言
  •   1.2 国内外研究现状
  •   1.3 研究内容与主要结论
  •   1.4 课题来源
  •   1.5 论文结构
  • 第2章 理论基础
  •   2.1 贝塞尔方程
  •   2.2 伽马函数
  •   2.3 Sturm-Liouville方程
  •   2.4 Rayleigh商计算方法
  •   2.5 极小极大值原理
  •   2.6 符号说明
  •   2.7 本章小结
  • 第3章 不同边界条件下特征值的渐近性质
  •   3.1 Laplace算子特征值问题
  •   3.2 Laplace算子问题求解
  •   3.3 不同边界条件下特征值的渐近性质
  •   3.4 本章小结
  • 总结与展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 李政东

    导师: 曾明

    关键词: 特征值,混合边界,方程,渐近性质

    来源: 北京工业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,数学

    单位: 北京工业大学

    基金: 国家自然科学基金青年基金(项目批准号:11301014)

    分类号: O241.6

    DOI: 10.26935/d.cnki.gbjgu.2019.000542

    总页数: 47

    文件大小: 820K

    下载量: 13

    相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  

    不同边界条件下特征值的渐近性质
    下载Doc文档

    猜你喜欢