推導(dǎo)勒讓德方程的正則解的具體形式。
利用冪級(jí)數(shù)的方法已經(jīng)求出了勒讓德方程在 的鄰域的第一個(gè)冪級(jí)數(shù)解:級(jí)數(shù)中各個(gè)冪次的系數(shù)滿(mǎn)足如下遞推關(guān)系:有了常微分方程的第一個(gè)解,就可以通過(guò)積分的方法求它的第二個(gè)解了。 對(duì)勒讓德方程,它的第一個(gè)系數(shù)根據(jù)求第二個(gè)解的方法,對(duì)這個(gè)系數(shù)做不定積分:就可以得到方程的第二個(gè)解:顯然,解的一般表達(dá)式依賴(lài)于參數(shù) ,要進(jìn)一步求出兩個(gè)正則解的具體形式,必須指定一個(gè)確定的參數(shù)。下面來(lái)看幾個(gè)具體的實(shí)例。 對(duì) ,從第一個(gè)解的系數(shù)的遞推關(guān)系容易得到,除了 外,其余系數(shù)都等于零。于是,方程的第一個(gè)解 。由此可以得到方程的第二個(gè)解:公式中 是一個(gè)任意積分常數(shù)。 對(duì) ,由遞推關(guān)系可以得到 ,其余系數(shù)都等于零。由此得到方程的第一個(gè)解 。有了第一個(gè)解,通過(guò)積分就得到第二個(gè)解:公式中 是一個(gè)任意積分常數(shù)。 對(duì) ,由遞推關(guān)系可以得到其余系數(shù)都等于零。由此得到方程的第一個(gè)解:將這個(gè)第一解代入積分公式,就可以求出第二個(gè)正則解:公式中 是一個(gè)任意積分常數(shù)。 顯然,對(duì) 的情況,第二解中的積分并不是一個(gè)容易得到結(jié)果的積分運(yùn)算,把它們的結(jié)果算出來(lái),可以測(cè)試你在積分運(yùn)算上的功力。
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