Рассматривается уравнение Пуассона в двумерной области: прямоугольник с выбитым квадратом (см. рисунок). Угол квадрата ровно в точке
. Граничные условия первого рода (задача Дирихле). Решается численно, для этого вводится сетка, равномерная по каждой оси (шаги h и k по x и y соответственно). Вторые производные заменяются разностными операторами, получается система линейных уравнений с матрицей
.
Задание - нужно найти собственные числа и собственные вектора А в случае данной области.
Для обычного прямоугольника проблем нет - решаем, разделяя переменные, простые граничные условия, получаем с.ч.
, где
и соответствующие собственные вектора
.
Но в случае с данной областью возникает проблема с граничными условиями. Ведь мы ищем такие вектора, которые равны нулю на границе области, поэтому, как в предыдущем случае, сказать "в нуле ноль, в единице ноль" не получится, надо как-то учесть "угол". Понятно, что те вектора задачи в прямоугольнике, которые соответствовали четным s и t, также будут собственными векторами задачи в данной области, но остаются еще..
Методом разделения переменных ничего хорошего не нашел, кроме тех же функций для четных s, t. Подскажите, пожалуйста, в какую сторону думать?