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自伴随


考虑一个二阶微分算子

 L^~u(x)=p_0(d^2u)/(dx^2)+p_1(du)/(d x)+p_2u,
(1)

哪里u=u(x)p_i=p_i(x)真实的功能属于x个论利益区域[甲,乙]具有2-i型连续导数和p_0(x)=0[a,b]。这意味着在[甲,乙].然后伴随操作人员L(左)^~^|由定义

长^~^|u=(d^2)/(dx^2)(p0u)-d/(dx)(p1u)+p2u
(2)
=p_0(d^2u)/(dx^2)+(2p_0^'-p_1)(du)/(dx)+(p_0^('')-p_1^'+p_2)u。
(3)

为了使操作员能够自共轭,即。,

 L^~=L^~^|,
(4)

(◇)和(◇”中的第二项必须相等,因此

 p_0^'(x)=p_1(x)。
(5)

这也保证了第三项是相等的,因为

 p_0^'(x)=p_1(x)=>p_0^(“”)(x)=p_1^'(x),
(6)

因此(◇)变为

L^~u(L ^~u)=L^~^|u
(7)
=p_0(d^2u)/(dx^2)+p_0^'(du)/(d x)+p_2u
(8)
=d/(dx)(p0(du)/(dx))+p2u=0。
(9)

对应于勒让德微分方程和方程简单的谐波运动是自共轭的,而那些对应于拉盖尔微分方程埃尔米特微分方程不是。

非自伴二阶线性微分算子总是可以用刘维尔理论.在特殊情况下p_2(x)=0(9)给予

 d/(dx)[p_0(x)(du)/(dx)]=0
(10)
 p_0(x)(du)/(dx)=C
(11)
 du=C(dx)/(p_0(x))
(12)
 u=Cint(dx)/(p_0(x)),
(13)

哪里C类是一个积分常数。

满足边界条件

 v^_pU^'|_(x=a)=v^_pU ^'|__(x=b)
(14)

自动为埃尔米特算子.


另请参见

伴随词爱尔兰人操作员Sturm-Liouville理论

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Arfken,G.《自伴微分方程》§9.1数学物理学家方法,第三版。佛罗里达州奥兰多:学术出版社,第497-509页,1985

参考Wolfram | Alpha

自伴随

引用如下:

埃里克·W·韦斯坦。“自伴随。”来自数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/Self-Adjoint.html

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