Ортогональность системы сферических функций
Докажем, что сферические функции, соответствующие различным значениям , ортогональны на поверхности сферы . Пусть и удовлетворяют уравнениям ; , (19) где . Нетрудно видеть, что имеет место формула , (20) которая легко получается интегрированием по частям (). На поверхности сферы: , . Так что используя и формулу (20) можно записать в виде . Меняя местами в формуле (20) функции и , а также вычитая полученную формулу из формулы (20), будем иметь: . (21) Формулы (20) и (21) являются формулами Грина для операторов сферических функций. Из формулы (21) легко следует ортогональность и . В самом деле, пользуясь уравнениями (19), получим из формулы (21) , откуда при получим, что , или . Тем самым доказана ортогональность сферических функций, соответствующих разным .
|