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11.3.6 迭代法 ​

为了解积分方程

(11.54a)f(x)=∫abK(x,y)φ(y)dy(c≤x≤d),

从 α0(x)=f(x) 开始,对于 n=1,2,⋯ 确定诸函数

(11.54b)βn(y)=∫cdK(x,y)αn−1(x)dx,(11.54c)αn(x)=∫abK(x,y)βn(y)dy.

如果 (11.54a) 存在一个平方可积解 φ(y) ,则下列等式成立:

∫abφ(y)βn(y)dy=∫ab∫cdφ(y)K(x,y)αn−1(x)dxdy(11.54d)=∫cdf(x)αn−1(x)dx(n=1,2,⋯).

函数系 (11.54b),(11.54c) 的正交化和规范化给出了规范正交系 (αn∗(x)) 和 (βn∗(y)) . 利用施密特正交化方法,则 βn∗(y) 有形式

(11.54e)βn∗(y)=∑j=1n⁡bnjβj(y)(n=1,2,⋯).

现在假设(11.54a)的解 φ(y) 有级数表达式 ①

(11.54f)φ(y)=∑n=1∞⁡cnβn∗(y).

注意到(11.54d),对于系数 cn 即有

cn=∫abφ(y)βn∗(y)dy=∑j=1n⁡bnj∫abφ(y)βj(y)dy=∑j=1n⁡bnj∫cdf(x)αj−1(x)dx.

(11.54g)

为了有形如(11.54f)的解,下述两个条件都是充要条件:

(1) ∫cd[f(x)]2dx=∑n=1∞⁡|∫cdf(x)αn∗(x)dx|2 ;(11.55a)

(2) ∑n=1∞⁡|cn|2<∞ .(11.55b)

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