宇宙學

[拼音]:Wo’ertaila jifen fangcheng

[英文]:Volterra integral equation

形如

(1)

(2)

的積分方程,依次稱為第一種沃爾泰拉積分方程和第二種沃爾泰拉積分方程。它與弗雷德霍姆積分方程的不同之處,僅在於它的積分上限是變數x,且α≤y≤x≤b,此處α、b是常量。沃爾泰拉積分方程可視為弗雷德霍姆積分方程的核K(x,y)當y>x時為零的情形。

第二種沃爾泰拉積分方程沒有特徵值,是區別於弗雷德霍姆積分方程的重要特點。 因此, 對一切復值λ,方程 (2)都存在解核

,式中

,此式,l是小於m的任何自然數。於是,對任意的自由項ƒ(x),方程(2)都有惟一解,它可表為

對第一種沃爾泰拉積分方程(1),假設K(x,x)≠0,ƒ(α)=0,且Kx(x,y)和ƒ″(x)都是連續的,則利用對(1)兩邊求導數的方法,可把它化為與之等價的第二種沃爾泰拉積分方程

最早被研究的一個帶弱奇性核的沃爾泰拉積分方程,是阿貝爾方程

,它是N.H.阿貝爾於1823年在求一個質點的落體運動軌跡與時間的關係中得到的,其中g是重力加速度,ƒ(x)是已知函式,φ(x)是未知函式。阿貝爾方程的一般形式為

(3)

式中0<α<1。若G、Gx和ƒ┡都是連續的,且G(x,x)≠0,則在方程(3)的兩邊各乘以(u-x)α-1,再對x從0到u取積分,可得

式中

。由於

·

,隨之得

(4)

式中

方程(4)是第二種沃爾泰拉積分方程。因此,一般形式的阿貝爾方程可歸結為與之等價的沃爾泰拉積分方程。

在方程(3)中當G(x,y)呏1時,則由(4)和(5)可得阿貝爾方程的求解公式

類似地,推廣的阿貝爾方程

,0<α<1,它的解為