Friday, November 8, 2013

设有一张由特定材料制成的薄膜Ω,固定在一光滑边界Ω上(相当于R2中一个有界区域),膜上的点随时间做振动,其位移向量记为F(x,y,t)≡F(ρ,t),文[1]指出该位移向量应满足波方程2Ft2=c22F,其中c是与膜的材料等有关的常数,可通过适当选择使c=1.物理学中关心的是它形如F(ρ,t)=U(t)eiwt的解,

关于听鼓问题的数学模型及研究进展 分享到: 分享到QQ空间    收藏 推荐
1听鼓问题1964年,Kac M.以“能否听出鼓的形状”为题的文章[1]提出了著名的听鼓问题:鼓被敲响,一个具有敏锐听力的人,即能辨别出所有具有特定频率振动的人,他能否听出鼓的形状?具体地说,设有一张由特定材料制成的薄膜Ω,固定在一光滑边界Ω上(相当于R2中一个有界区域),膜上的点随时间做振动,其位移向量记为F(x,y,t)≡F(ρ,t),文[1]指出该位移向量应满足波方程2Ft2=c22F,其中c是与膜的材料等有关的常数,可通过适当选择使c=1.物理学中关心的是它形如F(ρ,t)=U(t)eiwt的解,它代表鼓被敲击时由于振动所产生的一个纯音调,代入波方程得,2U+w2U=0.由于边界固定,故当点趋于边界时,U=0.对该方程,存在一趋于+∞的特征值序列0<λ1<λ2≤λ3≤…和对应的特征函数Uk,满足ΔUk+λkUk=0.且在边界Ω上Uk=0.于是,听鼓问题就转化为一个数学问题:设Ω1,Ω2是R2中两个区域,若对应特征值全部相等,则Ω1,Ω2是否全等?其中λ1称为基本音调,在该问题的讨论中起着至关重要的作用,对它的估计便成为几何物理中一个热门话题......(

特征值听鼓 的結果 (無引號):

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