Функции Ляме, Матье и родственные им в физике и технике

This document was uploaded by one of our users. The uploader already confirmed that they had the permission to publish it. If you are author/publisher or own the copyright of this documents, please report to us by using this DMCA report form.

Simply click on the Download Book button.

Yes, Book downloads on Ebookily are 100% Free.

Sometimes the book is free on Amazon As well, so go ahead and hit "Search on Amazon"

Перевод с нем. под редакцией и с дополнениями инж. А. М. Эфроса. Киев: ДНТВУ, 1935. 238 с. Не распознано.
В. Д. Купрадзе (рецензия, см. УМН, 1938, вып. 5, с. 271–273):
«В работах Клейна и Бохнера было показано, что все специальные функции, могущие возникнуть при рассмотрении каких-либо задач математической физики, должны быть решениями дифференциальных уравнений, получающихся из наиболее общего уравнения типа Фукса с пятью особенностями. Обозначив через el, е2,., е5 эти пять особых точек, мы получаем:
1) уравнение Ляме при е4 = е5;
2) уравнение Матье при е3 .= е4 = е5
3) уравнение Гаусса при е2 = е3, е4 = е5
4) уравнение Вебера при е2 = е3=е4 = е5
5) уравнение Бесселя при е1 = е2, е3 = е4 = е5;
6) уравнение Стокса при е1 = е2 = е3 = е4 = е5.
В соответствии с этими шестью уравнениями мы имеем в математической физике шесть типов специальных функций: функции Ляме, функции Матье, сферические-конические-тороидальные функции, функции параболического цилиндра, функции Бесселя и функции Стокса, сводимых к функциям кругового цилиндра. Книга Стретта посвящена функциям Ляме, Матье и их различным обобщениям к приложениям.
Функции Ляме впервые были введены в задаче о распространении тепла в однородном эллипсоиде в работе Г. Ляме. Вслед за тем Лиувилль, Гейне, Эрмит посвятили ряд работ изучению этих функций. Клейн и его школа, развивая общую теорию уравнений с четырьмя особыми точками, дали различные обобщения функций Ляме. Пуанкаре и Ляпунов значительно .продвинули теорию этих функций, рассматривая их с точки зрения решения задачи о равновесии вращающейся жидкости. Наконец, Уиттекер связал изучение этих функций с теорией интегральных уравнений, открыв весьма широкие возможности для новых глубоких исследований. Функции Матье являются предельным, видом функций Ляме. Впервые функции Матье встретились в работе-Е. Матье,- посвященной изучению колебаний эллиптической пластинки. Вслед за тем функции Матье изучались Гейне, который назвал их функциями эллиптического цилиндра. Позже Уиттекером и другими были найдены интегральные уравнения для различных функций Матье. Наконец, в последнее время удалось, главным образом в интересах практических. задач, построить общие выражения для функций Матье второго рода и присоединенных функций. Функции Ляме и Матье играют важную роль в вопросах гармонического анализа, связанных соответственно с эллипсоидом и эллипсом. В частности, функции Ляме оказались особенно важным аппаратом, в исследованиях по устойчивости фигур равновесия вращающейся жидкости. Много других вопросов теоретической астрономии, геометрии: и механики твердого тела также приводят к функциям Ляме. Функции Матье встречаются, кроме задачи о колебании эллиптической пластинки, также в проблемах дифракции около эллипса или щели, в задачах о распространении тепла, в различных задачах механики и пр. Отсюда видно, насколько важной является для физики и техники разработка теории этих функций и изложение основных результатов в таком, виде, который позволил бы обозреть в целом все наиболее важное, полученное в литературе в направлении изучения этих функций.
Этой задаче служит вышедшая в 1932 г. в серии Ergebnisse der Mathematik ngd ihrer Grenzgebiete книга M. J.
0. Strutt'a „Lamesche- Mathieusehe- und verwandte Funktionen in Physik im& Technik".
В 1935 г. вышел рецензируемый русский перевод этой книжки под редакцией и с дополнениями инж. Эфроса.
Книга Стретта в русском переводе состоит из восьми глав с приложением таблиц функций Матье, составленных Айнсом. Главы эти следующие:
Возникновение уравнений Матье-Ляме и родственных им в физико-технических проблемах.
Дифференциальное уравнение Хилла.
Дифференциальное уравнение Матье.
Дифференциальное уравнение Ляме.
Проблемы распространения волн в физике и технике.
Проблемы собственных колебаний.
Проблемы волновой механики.
Некоторые технические приложения.
В каждой из этих глав с достаточной полнотой, правда, в большинстве случаев без доказательств, но всегда с полной отчетливостью, излагаются главные результаты и указываются основные этапы развития вопроса. Книга Стретта, как указывалось выше, вышла в 1932 г. С тех пор в литературе были получены некоторые новые результаты (например, по теории и приложениям функций Матье), заслуживающие внимания. В этом отношении редакторские добавления к русскому переводу значительно повысили ценность книги.
К числу новых результатов, не включенных, к сожалению, и в добавления к переводу, принадлежат, например, исследования по присоединенным функциям Матье, асимптотическое поведение которых схоже с характером .бесконечности цилиндрических функций Ганкеля. Эти функции по этой причине иногда называются функциями Матье-Ганкеля; Они встречаются в различных задачах дифракции. Представления этих функций, о которых говорилось выше, дают для них равномерно сходящиеся ряды, пригодные также для целей табулирования.
Следует отметить, что русский перевод книги Стретта выигрывает по сравнению с немецким: оригиналом этой книги как благодаря сделанным редактором перевода добавлениям, так и особенно вследствие приложения таблиц периодических решений уравнений. Матье и собственных чисел. Редакторские добавления касаются главным образом технических и физических приложений функций Матье (устойчивость призматических стержней под действием переменных продольных сил; колебания маятника в гравитационном поле, различные задачи на скин-эффекты и др.). Вместе с тем имеется ряд добавлений, касающихся самой теории функций Матье и Ляме как, например, изложение некоторых общих свойств интегралов уравнений с периодическими коэффициентами, об асимптотическом выражении решений уравнений Матье и др., которые облегчают пользование книгой и способствуют лучшему пониманию основного текста книги, местами изложенного чрезвычайно сжато. Особенно ценным следует признать идею приложения к книге таблиц собственных частот, таблиц коэффициентов и, наконец, таблиц самих периодических функций уравнений Матье. Эти таблицы рассчитаны с различной степенью точности, однако, всегда вполне достаточной для целей техники. Таблицы принадлежат Айнсу. Они далеко еще не доведены до конца. Продолжение начатой Айнсом работы и развитие ее в направлении создания таблиц также и для присоединенных функций Матье, теория которых, как мы выше указывали, достаточно теперь разработана для целей табулирования, нам представляется весьма нужным и полезным делом. Комиссия технической математики при Академии наук, которой принадлежит инициатива постановки этого вопроса, должна осуществить это важное дело.»

Author(s): Стретт М.Д.О.

Language: Russian
Commentary: 754501
Tags: Математика;Математическая физика