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关于薄分支物体的本征频率。二: 渐近。 (英语。俄文原件) Zbl 0839.35091号

数学。笔记 55,第1期,14-23页(1994年); 翻译自Mat.Zametki 55,No.1,20-34(1994)。
在[数学注释54,No.6,1192-1199(1993);翻译自Mat.Zametki 54,No.6,10-21(1993;兹伯利0829.35088)]我们研究了由两部分组成的(n维)体的本征频率:一个固定的有界体积(Omega)和一个薄的圆柱分支(kappavarepsilon)邻接于(Omegah)且具有有限长度(h)\(\varepsilon\ll 1)是(\kappa_\varepsilon\)部分的“直径”((\Omega_\varebsilon\)的精确定义如下)。该问题的数学表述简化为以下关于特征值的边值问题:\[\开始{alizedat}{4}(\Delta+\lambda_\varepsilon)\psi_\varesilon&=0,&\quad x&\in\Omega_\varelpsilon&\quad\partial\psi_\varepsilon/\partial\nu&=0,&\quad x&\in\partial \Omega_\varebsilon,\tag{1}\\(\Delta+\lambda_\varemasilon)\psie\varepsilon&=0&\quad\psi_\varepsilon&=0,&\quad x&\in\partial\Omega_\varebsilon,\tag{2}\end{alizedat}\]其中,\(\nu\)是与\(\Omega_\varepsilon\)垂直的外部。边值问题(2)对应于固定体,问题(1)对应于具有自由边界的体。本征值(λ_varepsilon)是相应本征频率的平方。在[loc.cit.]中,证明了当减小分支截面的直径时,问题(2)的所有有界特征值收敛到(Omega)中Laplace算子Dirichlet问题的特征值集。相反,如果\(\lambda_0\)是\(\Omega\)中Dirichlet问题的\(q\)-重特征值,则收敛到\(\lambda_0)的(2)的特征值的总代数重数也等于\(q)。但对于问题(1),情况则大不相同:由于(varepsilon到0),这个问题的特征值收敛到域(Omega)中拉普拉斯算子的Neumann问题的Neuman问题特征值集(Sigma^nu)和集(Sigra^{ch}={mu_m=(\pi(2m-1)/(2h))^2}^infty{m=1}\)这是以下Sturm-Liouville问题的特征值集:\[u’’+\mu u=0,\quad-h<t<0,\quid u’(-h)=u(0)=0。\]本文利用渐近展开的一致性方法,构造了(mathbb{R}^3)中边值问题(1)和(2)的特征值(lambda_varepsilon)相对于小参数(varepsilen)的渐近性。我们考虑这样的情况,其中特征函数的极限值为\(lambda_0\ in \Sigma^\nu_1\backslash\Sigma ^{ch}\)、\(labmda_0\ in\Sigma-{ch}\backsrash\Sigram^\nu\)和\(lamda_0\ in \ widetilde\ Sigma_1\),其中\分别是(Omega)中Neumann和Dirichlet问题的一阶特征值集。

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35页20 偏微分方程背景下特征值的渐近分布
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
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参考文献:

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