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連續與離散 Sturm-Liouville 問題的研究
Thesis

連續與離散 Sturm-Liouville 問題的研究

莊智仰
Masters, 國立清華大學, 數學系
2000

Abstract

固有值 振動
本篇論文的第一節主要討論二階微分方程的邊界值問題. 首先, 探討有關Sturm Liouville 方程式的固有函數零點分佈的一些性質, 而運用這些性質, 我們對兩組有相同密度分佈的Sturm Liouville 方程式, 我們觀察兩組固有值與固有函數的零點, 而列出兩組位勢函數差的逼近公式. 另外, 對於一般的兩組Sturm Liouville 方程式, 若其固有函數的零點有無限多組相同, 則兩組Sturm Liouville 方程式的密度函數必定線性依, 而且位勢函數的差必定是密度函數成上某個常數. 在第二節中, 主要討論n 個物體由n+1 個等長彈簧連接, 所形成的震動頻率問題.此化成一個 Jacobi 矩陣的固有值問題. 我們將n 個物體質量和固定, 而且每個 物體的質量都限制在一個區間內, 在此類型中的震動中, 我們探討其最大固有值最大時的質量分佈情形. 另外分別還有最小固有值最大與最小時, 質量的分佈情形. 而關於最大固有值最小的情形, 仍然有待解決. 與這種離散弦的振動相對應的, 是關於連續弦的振動. 連續弦第n 個固有值的極值問題, 已在M. G. Krein 的論文[5] 完全解決. 有趣的是, 離散弦和連續弦有些結果雷同, 有些迥異.

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