Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Нерегулярные граничные задачи на плоскости

..pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
12.9 Mб
Скачать

$20l ТЁОРЁТИКО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МЕТОД 241

со всеми остальными полюсами элементов матриц (z), придем

к разложепиям

 

D± {z) = D± {z)R± (z),

(20.53)

в которых i?* (z) — пепрерывно обратимые на С матрицы с ра­

циональными

элементами,

a

D* (z) — регулярные матрицы с

элементами из

вблизи

С.

подвергнем первые множители в

Дальнейшей

факторизации

формуле (20.53). Пусть z0 — нуль функции det (z) порядка т. Разложим общий член ay (z) матрицы J(z) в ряд Тейлора с цент­ ром в точке z0. Наинизшую степень (z — z0) обозначим ay и рас­

смотрим числа af

= min {а у }, / = 1,

2, . . ., п. Указанные

разложения можно

записать -в виде

 

 

a j(z ) = a 5 ( z - z 0)a* +

. . . ,

где многоточие, как всегда, означает члены более высокого поряд-

а д ,

ка, а числа ay равны нулю для тех /, для которых а} < ati. Тогда

в

некоторой

окрестности

точки

z0 имеем

det £)* (z) =

=

(z — z0)a, +-

(0)

 

. . .]°,

причем

+ an<

+e« [det ||аи || +

 

т. Очевидно, что знак

равенства здесь будет тогда и только

 

 

о»л.

Представим затем D

(z) в виде про­

тогда, когда det \\<£}\\ф 0.

изведения матрицы Z)* (z) на диагональную матрицу с элементами

(0)

(z — z0)a», . . ., (z — z0)an. Если определитель матрицы |ay ||

равеп нулю, то элементарным преобразованием столбцов матрицы

Dx (z) можно добиться того, чтобы в получившейся матрице ука­ занного разложения по крайней мере одного столбца начинались со степени не ниже единицы. Указанное элементарное преобразо­ вание столбцов эквивалентно умножению D* (z) справа на не­ вырожденную матрицу с постоянными элементами. Так появля­ ется возможность выделить в качестве правого множителя еще одну диагональную матрицу с равным нулю определителем. Этот процесс после конечного числа шагов оборвется, поскольку порядок т нуля z0 конечен. Проводя аналогичные построения в окрестности каждого нуля определителя матриц .D* (z), приходим

к заключению, что

имеют место разложения

 

 

S ± (z) = JD ?(z)i?f(z),

(20.54)

где D$ (z) — матрицы, определители которых не имеют

нулей

внутри (^(включая

бесконечно удаленную точку), а

(z) —

242

КРАЕВЫЕ ЗАДАЧИ

[ГЛ. V

матрицы с полиномиальными элементами, непрерывно обратимые

на С, причем нули определителей матриц D* (z) и R f (z) совпада­ ют. Подстановка последнего разложения в (20.53) приводит к фор­

муле D± (z) = ( Z ) (Z ), где i?±(z) = R f (z) R± (z). Получен­ ные результаты сформулируем в виде утверждения:

Л е м м а 20.10. Предположим, что вдоль простой замкнутой

кривой Ляпунова С задана матрица D (t) вида (20.19),

причем

D2(t) удовлетворяет условиям (20.22), (20.28) и (20.41),

a Dx (t),

D3(t) являются невырожденными на С матрицами с непрерывны­

ми коэффициентами. Тогда имеет место разложение

 

D (t) = D t (t) R (t) [Do (0Г1

(20.55)

со следующими свойствами:

 

 

а) элементы матриц D* (z),

(z)]_1 являются голоморфными

внутри fft (включая бесконечно удаленную точку) функциями, при­ надлежащими вблизи С классам Ер, Е%, q = pi (р — 1), соответ­

ственно; в частности, определители матриц D* (z) не имеют ну­ лей внутри G- (включая бесконечно удалейшую точку)]

б) если вместо Х± подставить D*, то операторы (20.51)

бу-

 

(«)

(л)

 

 

 

дут непрерывными впространствахLp(С),

Lq (С), q — pi (р — 1),

соответственно;

 

и непрерывно

об­

в) R (t) =

R+ (t) [R~ (г)]-1непрерывная

ратимая на С матрица с рациональными коэффициентами.

20.13.

Предположим теперь, что граница С является кривой

Радона без точек заострения. В условиях

утверждения

б)

лем­

мы 20.4 имеет место утверждение леммы 20.7

при Rx =

R2= Е.

Поскольку для второго включения (20.50) требуется однозначная

разрешимость задачи (20.49),.предположим, что наряду с (20.30)

выполняется

также сопряженное условие

 

 

 

 

 

< i .

?

р

(20.56)

 

р —1

Два условия (20.30), (20.56) в силу оценок (20.39), (20.40) явля­

ются следствием более ограничительного условия

 

 

 

1 + i*V cc>

< 1.

(20.57)

 

 

Очевидно, что в новых предположениях утверждение леммы 20.9 имеет место непосредственно для матрицы Dz (t). Следователь­ но, справедливо разложение (20.52) при == i?2 = Е, а также все остальные результаты п. 20.12. Таким образом, получаем утверждение:

§ 20]

ТЕОРЕТИКО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МЕТОД

243

Л е м м а

20.11. Предположим, что вдоль кривой Радона С без

точек заострения задана матрица D (I) вида (20.19), причем D%(0

удовлетворяет условиям (20.22), (20.30) и (20.56), a Dx (t),

D3(t)

являются невырожденньши на С матрицами с непрерывными ко­ эффициентами. Тогда имеют место все утверждения леммы 20.10.

20.14.

Нам осталось сделать

последний шаг — осуществить

так называемую

каноническую факторизацию

матрицы R (t) с

рациональными коэффициентами. Будем при этом следовать ра­

боте [6, а)] (см. также [6, в)], § 6).

(20.17) с

матрицей R (i):

Рассмотрим

однородную

задачу

 

 

ф + (г) =

R (t) ф~ (г).

(20.58)

Каждый элемент матрицы Н имеет вид pi} (t)lgu (t), где рц, qtj

многочлены.

Из

утверждения

в) леммы 20.10

вытекает, что ни

один из многочленов qi} (t) не обращается в нуль на границе С.

Следовательно, матрицу В можно представить в виде Р (t)lq (i), где Р (t) — матрица с полиномиальными элементами, a q (t) — вполне определенный многочлен, корни которого не лежат на кри­ вой С. Представим затем многочлен q (t) в виде q+ (t) q~ (f), где (t) — многочлены, корпи которых не лежат внутри областей G* соответственно. Поскольку В (г) — певырожденная па С мат­ рица, то аналогичными свойствами обладает и полиномиальная матрица Р (t). Как известно (см., например, [19], гл. VI, § 2), всегда можно найти такую диагональную матрицу Q {£) с по­ линомиальными элементами и такие полиномиальные матрицы A (t), В (t) с постоянными отличными от нуля определителями,

что

В (t) =

А (t) Q (t)B (t).

Если

ввести

новые

неизвестные,

согласно формулам

q+ (z)A~1(z) Ф+ (z),

 

 

 

 

Y+ (z) =

z (= G+,

 

 

Y~ (z) =

[q~ (z)]"1 В (z) Ф" (z),

z e

(Г.

то

условие

(20.58) примет

вид

 

 

 

 

 

 

Y + (t)

= Q (t) Y -

(t),

t e

C.

(20.59)

Эта задача эквивалентна n задачам для каждой компоненты VFАку­ сочно-голоморфного вектора Y (z), поскольку Q(t) — диагональ­ ная матрица. Соответствующий элемент Qh (z) матрицы Q (z)

представим в виде QH(z) QH(z), где QH (z) — многочлены, не име­ ющие нулей соответственно внутри областей G±. Тогда решения задачи (20.59) строятся согласно формулам

$

(z) = (0,

. . .,

0, Y A, 0,

. . ., 0), k = 1, 2, . . . . п,

причем

стоящая

на

к-м месте

кусочно-голоморфная функция

XFA(Z) равна QH (z) при z s G + и 1/Q% (z) при zeG ~ . Обозначим

244

КРАЕВЫЕ ЗАДАЧИ

ГГЛ. V

через ¥

 

(к)

(z) матрицу, столбцами которой служат решения ¥ (z),

к = 1,

2, . . . » и. Если у — произвольный постоянный

вектор,

то вектор ¥ (z) у есть снова решение задачи (20.59). Возвращаясь

к

неизвестным Ф (z), получим вектор D (z) ¥ (z) у, где

D (z) =

=

4'(z)/g+ (z) при z £ G +, 5 (z) =

(z) ZT1 (z) при z e

<T, удов­

летворяющий условию (20.58) при любом у. Возьмем п векторов

ш

. . .,

(л)

 

 

-

единичной матрицы Е,

у,

у, совпадающих, со

столбцами

и

рассмотрим

систему решений

 

 

 

 

 

(к)

^

(к)

к =

1, 2 , . . . . п,

(20.60)

 

 

Ф(г) = D (*) ¥ (z) у.

задачи

(20.58).

Обозначим

через

Ф (z)

матрицу со

столбцами

(к)

Ф (z), к = i, 2, . . ., п. Вспоминая, что определители матриц

Ь (z), ¥ (z) нигде на конечном расстоянии в нуль не обращаются, (приходим к заключению, что det Ф (z) обладает тем же свойством.

Раскладывая в ряд каждое решение (20.60) в окрестности бескопечшЛудаленной точки, получим

где

а,

Ь, . . .,

— постоянные

векторы.

Числа х,„

к =

= 1,

2,

. . . . п,

однозначно

определяются

требованием,

чтобы

 

 

 

 

 

(к)

 

 

 

пуля. Очевидпо, что

соответствующий вектор а был отличеп от

x /t =

min {Щ)}, где x ftJ-

соответствует в разложении вида (20.61)

 

1

 

вектора

 

Допустим, что

определитель ПО­

/-й компоненте

Ф (z ).

стоянной

 

ДО

 

 

нулю,

и

обозначим

через

матрицы |а, | равен

(Ях, Я2,

. . ., Я„) какое-либо нетривиальное решение однородной

системы

(X)

 

(2)

 

(Я)

0, / =

1,

2, . . ., п. Пусть

сДх +

а{кг + . . . +

 

а{кп =

I — число,

удовлетворяющее

 

условию

 

 

 

и пусть

 

 

%iФ 0,

Ащ — Xj+a — ... — Яп — о,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(О Вектор Ф* представляет, очевидно, решение задачи (20.58), одна­

ко его порядок X?, как нетрудно убедиться, строго меньше по-

(I)

( i)

H)

рядка щ вектора Ф. Заменим в матрице Ф (z) столбец Ф на Ф*. Оп­ ределитель получившейся матрицы снова будет отличным от нуля в каждой конечной точке z, поскольку А* Ф 0.

§ 20].

ТЕОРЕТИКО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МЕТОД

245

Заметим теперь, что порядки на бесконечности всех возмож­ ных решений задачи (20.59) ограничены снизу. Это непосредствен­

но вытекает из того, что порядок /с-й компоненты \Р* (г) в окрест­ ности точки z — оо не может быть ниже (—Nh), где Nh — поря­

док многочлена Ql (z), к — 1, 2, . . ., п. Аналогичное свойство совокупности всех решений задачи (20.58) вытекает из того, что ее редукция к задаче (20.59) осуществляется при помощи фикси­

рованной матрицы D (z), имеющей в окрестности бесконечно уда­ ленной точки элементы с ограниченными сверху и снизу поряд­ ками. Отсюда следует, что после конечного числа замен векторов

(О (О

Ф на Ф* можно прийти к такой системе решений, для которой со-

00 ответствующая матрица ||а,-1| имеет отличный от нуля опреде­

литель.

Л е м м a 20.12. Пусть вдоль замкнутой кривой С задана не­ прерывная и непрерывно обратимая матрица Я (t) с рациональ­ ными коэффициентами, и ni/стъ С — либо кривая Ляпунова, ли­ бо кривая Радона без точек заострения. Тогда у однородной задачи

(20.58)

существует

система решений

(z),

к =

1,2,

. . .,

п,

обладающая двумя

свойствами:

(*)

к, /

= 1,

. . .,

п,

а) определитель матрицы Ф0 (z) = |Ф,- (z) ||,

нигде

на конечном расстоянии не обращается в нуль;

 

 

б) если x,t — числа, определенные в окрестности бесконечности U0

разлоэ1сениями вида (20.61), то определитель матрицы ||z k<P; (z)|| отличен от нуля при z = оо.

Система решений однородной задачи вида (20.17), удовлетво­ ряющая перечислепиым в лемме 20.12 свойствам, называется ка­ нонической (см. [29], [6, в)]). Таким образом, для граничных задач (20.58) с рациональной матрицей Я (t) каноническая система ре­ шений строится эффективно.

20.15.Введем в рассмотрение кусочно-голоморфную матрицу

 

№)

z e G +,

 

Х ;( г ) = Ф 0(г)=||Ф; (2)|,

(20.62)

 

 

w

 

 

 

Xо (*) = Ф0 (z) U(z) = \z'Wj (z)I, z EE S',

 

где U (z)— диагональная матрица:

 

 

'zXl 0

О

 

0

zx*

о

(20.63)

C7(z) =

 

.%п

\0

О

 

246

КРАЕВЫЕ -ЗАДАЧИ

[ГЛ. V

 

 

Учитывая, что матрица Ф0 (г) удовлетворяет условию (20.58), получаем представление П (t), 0 котором говорилось в начале предыдущего пункта:

R (t) =

Xt U (t) [Х0~ (ОГ1-

(20.64)

Сопоставление с (20.55) приводит к формуле

 

D (0

=

Х + (t) U {t) [X-

(20.65)

если воспользоваться

обозначениями

 

 

Х+ (z) =

Do (z) X Q(z),

Z €=G+;

( 20. 66)

X -(Z)=D~0(z) Xo(z),

z e f i - .

 

Построим также операторы вида (20.51)

(20.67)

Матрицы (20.62) имеют своими элементами рациональные функции и являются, очевидно, непрерывными и непрерывно обратимыми в замкнутых областях + С. Следовательно, в силу первого ут­ верждения леммы 20.10 имеем включения

X± (Z)(EEE±,

q = p/(j>— 1); (20.68)

в частности, определитель матрицы Х± (z) не обращается в пуль ни в одной точке Z-плоскости вне С, включая бесконечно удален­ ную. Кроме того, из второго утверждения леммы 20.10 вытекает,

(п)

(п)

что операторы (20.67) непрерывны в пространствах Lp (С),

Lq(C),

q = p/(p — 1), соответственно. Из (20.65) вытекает также

разло­

жение

 

D'~1 (t) = [Г + (ОГ1 U-1(t) X'- (t).

(20.69)

Отметим, что во всех указанных формулах предполагается, что точка z = 0 лежит внутри области G+. Целые числа xlt к2, . . .

. . ., тсп, входящие в разложение (20.65) через посредство форму­ лы (20.63), называются частными индексами матрицы D (t) (или соответствующей краевой задачи). Очевидно, что эти числа всегда

можно занумеровать в порядке невозрастания:

> х2 > ■ . . . > кп.

Разложение (20.65)

называется каноническим.

 

Т е о р е м а 20.1.

1. Пусть вдоль простой замкнутой кривой

Ляпунова С задана матрица D (t) вида (20.19),

причем матрица

§ 20]

'ГЕОРЁТИКО-ФУНКЦИОЙАЛЬНЫЙ МЕТОД

247

Dz (t) удовлетворяет условиям (20.22), (20.28) и (20.41),

a

Da (t) являются ^вырожденными на С матрицами с непрерывны­ ми коэффициентами. Тогда имеет место факторизация матрицы

D (0

в виде (20.65), обладающая следующими свойствами:

а)

матрица U (t) имеет вид (20.63), где щ, к2, . . ., х„ — це­

лые числа;

 

[Х* (z)]-1 регулярны внутри областей G±

б)

матрицы Х± (z),

соответственно и удовлетворяют соотношениям (20.68);

 

в) операторы (20.67)

определены и ограничены в пространствах

01}

(П)

 

 

соответственно. При р =

2 все

Ьр (С), Lq (С), q — pi (р — 1),

эти утверждения имеют место

при

одном только предположе­

нии (20.22).

 

 

 

без точек заострения, Dx (/),

2.

 

Пусть С — кривая Радона

Da {t) обладают прежними свойствами, а матрица Ъг (t) удовлет­

воряет условиям (20.22),

(20.30)

и (20.56). Тогда имеют место все

утверждения первой части теоремы.

 

 

 

20.16.

Теорема

20.1 играет решающую роль в анализе задачи

(20.17). Рассмотрим

сначала однородную задачу (g = 0). Поль­

зуясь представлением (20.65) и вводя новый неизвестный вектор

Ф? (г) =

[Х± (г)Г* Ф± (г), г S G*, приходим к однородной задаче

 

 

 

 

 

 

 

(п) .

 

с матрицей (20.63): Ф1 (t) = U (t) Ф7 (t) в классе Е^ вблизи гра­

ницы. Последнее вытекает из второго включения (20.68) и условия

Ф± (z) е

(п),

Ф (z) исчезает на бесконечности, то этим же

Ер. Если

свойством обладает вектор Фх (z) и наоборот. Предположим, что

Щ>

х2 >

. . . > хт>

0 > хт+1 > . . . > « „ .

Поскольку

зада­

ча с матрицей (20.63) распадается на п задач с одной неизвестной,

нетрудно

получить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А = 1 ,2 ,.. . . т ;

 

 

 

 

 

 

 

 

(20.70)

 

 

ф ^ ( г ) = = 0 ,

k = m + 1 , . . . , и ,

 

 

где

аы — произвольные комплексные числа.

Пусть А, =

х1 +

+ к* + . . . + xm.

Занумеруем

решения, представленные

фор­

мулами вида(20.70), в произвольном порядке: Ф? (z), . . ., (Ф? (z). Тогда общее решение однородной задачи (20.17) в классе исчезаю-

(20.71)

3=1

248

КРАЁВЫЕ ЗАДАЧИ

[ГЛ. V

где clt с2, . . сх — произвольные комплексные числа. Вспо­ миная данное в п. 20.6. определение числа ар (D), получаем фор­ мулу

ар (D) = %= Xj

+ х2 + . . . + хи.

(20.72)

Рассмотрим однородную сопряженную задачу

 

'1 '+ (г) =

D''1{t)4T (t)

(20.73)

 

 

(п),

в классе исчезающих на бесконечности функций из Ef. Исполь­ зуя на этот раз разложение (20.69) и первое включение (20.68),

легко

приведем

задачу

(20.73)

к виду

(t) = U-1 (f)4'7 (L),

где

(л) = X ,±: (л )^ (л).

Для

определения] вектор-функции

Ч^ (л)

получаем

формулы

 

 

 

Т&(л) = 0,

к = 1, 2 ,...,т ,

 

 

~*к

 

 

 

П с (л) =

2

Л е G+,

(20.74)

 

)= 1

 

 

 

 

А: = т + 1, т + 2 , . . . , и,

 

 

~*к

А

 

 

Ч Ь Ю - 2 * И - Т . * s G '

 

 

 

3=1

2

 

 

где ак} — произвольные

комплексные числа.

Эти формулы

оп­

ределяют ровно р = — (хт+1 +

. . . + х„) линейно-независимых

решений задачи 4fJ,= U~ly¥l\ занумеруем эти

решения

(л),

V f (л), . . ., V f (л). Тогда общее решение задачи (20.73) в указан­ ном классе функций будет иметь вид

 

 

 

 

 

(*), « е в

4,

(20.75)

 

1= 1

 

 

 

где Сх, Сг, . . .,

— произвольные

комплексные

числа.

 

Перейдем теперь к рассмотрению неоднородной задачи (20.17)

 

 

(п)

 

 

в классе исчезающих на бесконечности функций из Ер, 1 <; р < с». Снова пользуясь разложением (20.65) и введенными выше обозна­ чениями, приходим к неоднородной задаче Фх (г) = U (t) Фх (t) +

+ gi (0* ГДе Si (0 =

[Я+ (ОГ1 ё (*)•

Эта задача распадается на

п

отдельных задач

(г) = t*kФ^ (t)

+ glh (г), /с = 1, 2, . . .,

щ

анализ которых не представляет затруднений. Для значений к = = 1, 2, . . . » т , которым отвечают неотрицательные частные ин­ дексы xlt х2, . . ., хт , указаппые задачи имеют исчезающее

s 20J ТЕОРЕТИКО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МЕТОД 249

на бесконечности решение при любых значепиях gXh(t) из Ьр (С). Для значений к = тп + 1, m + 2, . . ., п, которым отвечают отрицательные частные индексы хт+1, x m+2, . . . . хП', соответст­ вующие задачи имеют требуемые решения тогда и только тогда,

когда функции

glh (t)

удовлетворяют условиям

[flgiitffldt = 0,

i'■=

0 , 1 , . . . , — щ — 1, к = т + 1 ,...,п .

j

 

(20.76)

Как показывают песложиые вычисления, в этих условиях одно частное решение неоднородной задачи (20.17) всегда может быть

представлено

в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф+ (г) =

2

^ -

[ i-Z+

 

(fo^- dt0,

ZEEG\

 

 

 

 

 

 

i

 

*

 

 

 

 

 

(20.77)

 

ф - ( 2 ) =

 

 

 

[

A

^

l ^

L

dt0f

Z(= G~.

 

Умножая равенства (20.76)

на числа ahi, сумлшруя их и вспоми­

ная

обозначения (20.74),

приходим к

выводу,

что

интегралы

от произведений вектора-столбца

gx (t)

на

решения

(}),+

/ =

,

= 1,

2, . . .,

[А, записанные в виде строчек,

равны нулю. Кроме

того,

4ri+g1=

 

T i+ {Х+Г1# = g' [Х +Г1\РJ. Следовательно, в

силу

обозначений (20.75)

условия (20.76) записываются в

виде

 

 

 

 

 

 

^ g’ (l)'Yt(t)dt =

0,

 

 

 

(20.78)

гДе 'Р* (z) — общее

решение задачи (20.73),

представленное фор­

мулой (20.75).

Вспоминая

определение

числа |3Р (В),

данное в

п. 20.6, получаем также формулу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рр (П) =

|г =

-

(хт+1 +

. . . + хп).

(20.79)

Т е о р е м а

20.2.

Пусть

матрица D (t)

имеет вид (20.19)»

причем Вх (t), Da (t)

являются невырожденными на С матрицами с

непрерывными коэффициентами, а матрица Dz (t) удовлетворяет условиям(20.22), (20.28) и(20.41) вслучае кривойЛяпунова иусловиям (20.22), (20.30) и (20.56) — в случае кривой Радона без точек заост­ рения. Тогда числа ар (В), (Зр (В) конечны и имеют места форму­ лы(20.72), (20.79). Обгцее решение однородной задачи (20.17)'(g = 0)

tMj.

в классе исчезающих на бесконечности функций из ЕР имеет вид (20.71), (20.70). Для того чтобы в том же классе была разрешима 'неоднородная задача (20.17), необходимо и достаточно, чтобы

250

КРАЕВЫЕ ЗАДАЧИ

1ГЛ. V

свободный член g (t) е

Lv (С) удовлетворял

условию (20.78), где

■qrjk (z) _ общее решение (20.75) однородной

сопряженной задачи

(20.73) в классе исчезающих па бесконечности функций из Ef. Одно частное решение неоднородной задачи имеет вид (20.77).

20.17.Матрица D (t) удовлетворяет условиям теоремы 20.1 од­

новременно 'с матрицей t~rD (t) при любом целом г. Из разложе­ ния (20.65)тлегко получить аналогичное разложение для t~TD (t),

откуда следует, что частными индексами новой

матрицы

будут

числа хх — г, х2 — г, . . ., х„ — г.

Поскольку

числа

ар (D),

РР (Доопределены инвариантно (см.

п. 20.6),

из формул вида

(20.72)," (20.79) вытекает, что сумма всех неотрицательных и сум­ ма всех отрицательных частных индексов не зависит от способа приведения матрицы D (t) к виду (20.65). Применительно к мат­ рице r'D (t) получаем, что суммы

М*-'Я)= 2 (* 1 — Г), МГВ)= 2 (г-н,) (20.80)

Xj>r Xt<r

при любом целом г не зависят от способа приведения матрицы

D (t) к виду

(20.65).

 

 

 

приведения

Предположим, что при некотором другом способе

D к виду (20.65) мы получим другую систему частных индексов

Hi, 5*2, ••., Нп. Пусть

Hj = Х2 = . . . =

Hj >

х г+1 >

. . . , хх =

= х2 = . . . =

% > нв+1

> . . . Полагая г =

Xj и пользуясь ин­

вариантностью

первой

суммы (20.80),

имеем 0 =

2 ( Ki ~ r)*

Отсюда следует, что xt < г, в частности,

<

 

*i>r

г = х,. Из сообра­

жений симметрии следует, что щ = х2. Предположим затем, что $ I, и пусть г = Xj+i- Из того же равенства получаем I (хх —

— г) + . . . = s (хх — г), где многоточие заменяет неотрицатель­ ные слагаемые. Поскольку это невозможно в силу неравенства Xj — г = хв — хт > 0, имеем I s. Аналогично устанавливает­ ся и обратное неравенство, следовательно, I = s. Повторяя эти рассуждения, приходим к выводу, что все частные индексы мат­ рицы D не зависят от способа приведения ее к каноническому виду (20.65). Кроме того, заметим, что эти частные индексы зависят, очевидно, от числа р и точнее их следовало бы обозначать x itP (D).

В соответствии с общепринятой терминологией индексом зада­

чи (20.17) назовем число

 

*Р(С) = о,(В ) - М В ) = 2 ч » (В).

(20.81)

1=1

 

Остановимся на вопросе, касающемся способов пепосредствепвогр вычисления числа (20.81). С этой целью рассмотрим однопд-

Соседние файлы в папке книги