Теорема. На множестве корректности
справедлива оценка условной устойчивости
Доказательство. Сведем криволинейный интеграл к определенному интегралу
Применяя преобразование Фурье к обеим частям данного уравнения по переменным и меняя порядок интегрирования, имеем
Таким образом, мы получили уравнение
где
С помощью формул 3.693.1 и 3.693.2 из [22] вычислим интеграл (3) при
Тогда при имеем
Отсюда
или
В силу финитности функции , утверждаем, что существует постоянное число , удовлетворяющее условию
Тогда, пользуясь предположениями, сделанными относительно , имеем
или
Покажем сходимость следующего несобственного интеграла
который понадобится нам в дальнейшем. Для этого, разбивая область интегрирования на части, это интеграл запишем в следующем виде
Теперь достаточно показать сходимость интегралов, находящихся в правой части последей формулы.
Пользуясь неравенством (6), оцениваем первый интеграл в формуле (7):
Аналогично для третьего интеграла в формуле (7) получим подобную оценку
Для доказательства сходимости второго интеграла в формуле (7) потребуется
Лемма. Для любого натурального справедлива оценка
где - производная порядка от функции по переменной .
Доказательство леммы. Заметим, что
В силу непрерывности по обеим переменным, имеем
Оценивая ее убеждаемся в справедливости неравенства (8):
тогда
Поэтому
где
Лемма доказана.
Далее, в силу регулярности преобразования Фурье, функцию можно разложить в сходящийся ряд Тейлора по степеням в окрестности точки нуль:
Вспоминая дополнительное предположение
или , имеем
так как ряд Тейлора сходится абсолютно. В последней формуле используем оценку (8), доказанную в лемме:
или
В силу (9), непосредственно оцениваем второй интеграл в (7):
Таким образом, интеграл (7) сходится. Учитывая этот факт, получаем
Теперь согласно равенству Парсеваля и неравенству Гёльдера, получим
Следовательно,
что и требовалось доказать.
3. Обобщение оценки на семейство кривых типа парабол
Теперь изучим условную устойчивость задачи интегральной геометрии, где по известным интегралам
от функции по семейству кривых :
, , ,
требуется определить саму функцию . Предполагаем, что функция - непрерывная финитная функция в области
,
функция – непрерывна по переменной , непрерывно дифференцируема по переменной а области .
Достарыңызбен бөлісу: |