Страница
4
Такое определение дает однозначное продолжение решения по поверхности разрыва.
Рассмотрим случай, когда функция разрывна на гладкой поверхности
, задаваемой уравнением
. Поверхность S делит свою окрестность в пространстве на области
и
. Пусть при
и приближении
к
из областей
и
функция имеет предельные значения
Тогда множество , о котором говорится в доопределении А, есть отрезок, соединяющий концы векторов
и
, проведенных из точки
.
aЕсли этот отрезок при лежит по одну сторону от плоскости
, касательной к поверхности
в точке, то решения при этих
переходят с одной стороны поверхности
на другую:
Рис. 1.
aЕсли этот отрезок пересекается с плоскостью , то точка пересечения является концом вектора
, определяющего скорость движения
(3)
по поверхности в пространстве
:
|
|
|
|
|
|
|
|

Рис. 2.
Причем касательный вектор к S , следовательно
. Это значит, что функция
, удовлетворяющая уравнению (3) в силу доопределения А считается решением уравнения (1). Разумеется, непрерывная функция
, которая на данной части рассматриваемого интервала времени проходит в области
(или в
) и там удовлетворяет уравнению (1), а на оставшейся части проходит по поверхности
и удовлетворяет уравнению (3), также считается решением уравнения (1) в смысле доопределения А.
В уравнение (3) ,
, (
),
- проекции векторов
и
на нормаль к поверхности
в точке
(нормаль направлена в сторону области
).
Вместе с тем множество F(t, x) можно было определить иначе. В качестве) возьмем произвольное ограниченное выпуклое множество, содержащее отрезок J:
|
Рис. 3.
При этом на касательной плоскости появляются векторы, отличные от ; это приводит к тому, что кроме решения Филиппова появляются и другие решения.
Т.о. определение (А) А.Ф. Филиппова соответствует минимальному возможному определению множества F(t, x) среди всех допустимых. Это удобно в том отношении, что для решения в смысле Филиппова чаще, чем в других случаях, имеет место единственность решения.