Аннотация:
В ограниченной области $G\subset \mathbb{R}^3$ с гладкой
границей изучаются краевые и спектральные задачи для операторов
$\operatorname{rot} +\lambda I$ и $\nabla \operatorname{div} +\lambda I$
в пространствах Соболева.
При $\lambda\neq 0$ операторы расширяются
(методом Б. Вайнберга и В. Грушина) до эллиптических матриц,
а краевые задачи удовлетворяют условиям эллиптичности В. Солонникова.
Из теории и оценок вытекают полезные свойства решений спектральных задач.
Операторы $\nabla \operatorname{div}$ и $ \operatorname{rot}$ имеют самосопряженные
расширения $\mathcal{N}_d$ и $\mathcal{S}$ в ортогональные
подпространства $\mathcal{A}_{\gamma }$ и $V^0$ потенциальных и вихревых полей
в $\mathbf{L}_{2}(G)$, а их собственные векторы задают ортогональные базисы в $\mathcal{A}_{\gamma }$
и $V^0$, элементы которых представляются
рядами Фурье, а операторы — преобразованиями рядов.
Определены аналоги пространств Соболева $\mathbf{A}^{2k}_{\gamma }$ и $\mathbf{W}^m$
порядков $2k$ и $m$ в классах потенциальных и вихревых полей
и классы $ C(2k,m)$ их прямых сумм.
Доказано, что при $\lambda\neq \operatorname{Sp}(\operatorname{rot})$ оператор
$ \operatorname{rot}+\lambda I$ отображает класс $C(2k,m+1)$ на класс $C(2k,m)$
взаимно однозначно и непрерывно,
а при $\lambda\neq \operatorname{Sp}(\nabla \operatorname{div})$ оператор
$\nabla \operatorname{div}+\lambda I$ отображает $C(2(k+1), m)$ на $C(2k,m)$ соответственно.
Получение:25 ноября 2019 г. Исправление:10 марта 2020 г. Принятие:16 марта 2020 г. Публикация онлайн:22 июня 2020 г.
Реферативные базы данных:
Тип публикации:
Статья
Образец цитирования:
Р. С. Сакс, “Пространства Соболева и краевые задачи для операторов ротор и градиент дивергенции”, Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 24:2 (2020), 249–274