Функция удовлетворяет условию H на этом множестве, если для любых двух переменной на этом множестве

, (4)

где A и - положительные постоянные показатели Гельдера, А – коэффициент, а - показатель условия Н и при =1 – условие Липшица, функции, удовлетворяющие условию Н называются непрерывными по Гельдеру и сильнее, чем обычное определение непрерывности.

г) Классическая задача Дирихле для многосвязных областей [24].

Найти (действительную) функцию u(x,y), гармоническую в , по граничному условию

u=f(t) на L, (5)

где f(t) – заданная на L (действительная) непрерывная функция; в случае бесконечной области от функции u(x,y) требуется еще, чтобы она оставалась ограниченной на бесконечности, т.е. и стремится к вполне определенному пределу, когда z уходит в бесконечность.

Напомним, что всякая функция u(z) гармоническая вне круга в ряд.

, )

абсолютно и равномерно сходящийся вне круга любого радиуса поэтому u→ при r→.

Для некоторых применений не меньший интерес представляет и следующая задача, которая называется "видоизмененной задачей Дирихле". Термин этот введен в статье Н.И.Мусхелишвили и Д.З.Авазошвили [17].

Видоизмененная задача Дирихле – задача Дирихле

для многосвязных областей.

Найти функцию u(x,y), гармоническую в S+, непрерывную в , по следующим условиям:

1. u(x,y)=Ф(z) является действительной частью функции Ф(z), голоморфной в S+;

2. она удовлетворяет граничному условию

u=f(t)+(t) на L, (6)

где f(t) – заданная на непрерывная функция , , (7)

где постоянные не задаваемые заранее; в случае бесконечной области требование u(x,y)=f(t)+ на заменяются требованием ограниченности u(x,y) на бесконечности.

Можно показать, что постоянные вполне определяются условиями самой задачи, если (произвольно) фиксировать одну из них.

Если L состоит из единственного замкнутого контура, то различают два случая:

а) р=0. Тогда S+ представляет собой конечную часть плоскости, ограниченную контуром ;

б) р=1, а контур отсутствует. Тогда область S+ представляет собой бесконечную часть плоскости, ограниченную контуром .

Легко видеть, что в случае а) задачи А и В совпадают (если считать =0) в случае б) эти задачи непосредственно сводятся одна к другой.

Каждая из задач А и В не может иметь более одного решения (если =0).

д) Общая формулировка задачи Дирихле.

Задача Дирихле – задача отыскания регулярной в области D гармонической функции и которая на границе Г области D совпадает с наперед заданной функцией . Задачу отыскания регулярного в области решения эллиптического уравнения 2-го порядка, принимающего на перед заданные значения на границе области, также называется задачей Дирихле, или первой краевой задачей.

Вопросы связанные с этой задачей, рассматривались еще К.Гауссом, а затем Дирихле. Для областей D с достаточно гладкой границей Г решение задачи Дирихле можно представить интегральной формулой

, (8)

где - производная по направлению внутренней нормали в точке функции Грина , характеризуемой следующими свойствами:

1. , при 3 или

, при 2,

где - расстояние между точками и , - площадь единичной сферы в , - регулярная в гармоническая функция как относительно координат , так и относительно координат ;

2. , когда , .

Для шара, полупространства и некоторых других простейших областей функция Грина строится явно и формула (8) дает эффективное решение задачи Дирихле. Получаемые при этом для шара и полупространства формулы носят название формул Пуассона.

Задача Дирихле является одной из основных проблем теории потенциала – теории гармонических функций.

Для обобщенного по Винеру решения задачи Дирихле справедливо интегральное представление в виде формулы Вилля-Пуассона