Полигармоническая функция
Полигармони́ческая фу́нкция (гипергармоническая функция, метагармоническая функция) порядка , функция действительных переменных, определённая в области евклидова пространства , , имеющая непрерывные частные производные до -го порядка включительно и удовлетворяющая всюду в полигармоническому уравнениюгде – оператор Лапласа. При получаются гармонические функции, при – бигармонические функции. Каждая полигармоническая функция есть аналитическая функция от координат . Некоторые другие свойства гармонических функций также переносятся с соответствующими изменениями на полигармонические функции.
Для полигармонических функций любого порядка обобщаются представления при помощи гармонических функций, известные для бигармонических функций (см. Векуа. 1948; Привалов. 1937; Nicolesco. 1936; 1940; Tolotti. 1947). Например, для полигармонической функции двух переменных справедливо представлениегде , – гармонические функции в области . Для того чтобы функция двух переменных была полигармонической функцией, необходимо и достаточно, чтобы она была действительной (или мнимой) частью полианалитической функции.
Основная краевая задача для полигармонической функции порядка состоит в следующем: найти полигармоническую функцию в области , непрерывную вместе с производными до -го порядка включительно в замкнутой области и удовлетворяющую на границе условиям:где – производная по нормали к , а – заданные достаточно гладкие функции на достаточно гладкой границе . Многие исследования посвящены решению задачи в шаре пространства (см. Векуа. 1948; Миранда. 1957). Для решения задачи в случае произвольной области применялся метод интегральных уравнений, а также различные вариационные методы (см. Векуа. 1948; Миранда. 1957).