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考虑Sturm-Liouville问题: (4.2.45) (1)证明所有的特征值λ是正
问题详情
考虑Sturm-Liouville问题:
(4.2.45)
(1)证明所有的特征值λ是正的;
(2)求出所有的特征值λn和对应的特征函数yn(x);
(3)证明当n→∞时,λn~n2π2.
参考答案
容易知道,若λ是问题(4.2.45)的特征值,则λ>0. 因此设λ=β2,β>0. 对应的特征函数为y(x)=A cosβx+B sinβx,由边界条件得
Bβ=A, (-Aβsinβ+Bβcosβ)+(A cosβ+B sinβ)=0.
为求特征函数,设B≠0,所以
(1-β2)sinβ+2βcosβ=0,
显然β≠1,故β满足