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TEORIA DELLE DISTRIBUZIONI

A cura del prof. Maurizio Perboni docente di fisica nell’istituto "G. Galilei" Mirandola Modena

Distribuzioni ed equazioni differenziali

Supponiamo di avere una equazione differenziale

(1)

con r (x) funzione continua

Dalla teoria delle equazioni differenziali la soluzione è data dalla somma della soluzione omogenea più quella particolare

L’equazione omogenea è facilmente risolvibile, quella particolare ha un maggior grado di difficoltà che dipende dalla forma di r (x).

Osserviamo ora questa equazione differenziale

ed applichiamola ad una funzione G(x)Î D

da (1)

perciò

(2)

La soluzione della equazione differenziale è nota se è nota la soluzione del problema dove il termine di forzatura è impulsivo.

è detta funzione di Green

L’integrale (2) ricorda il principio di Huygens

è l’effetto che l’impulso generato in y fa nel punto x; è il peso di questo effetto.

Risolviamo ora l’equazione differenziale

Scriviamo G(x-x') come antitrasformata di Fourier della funzione G(w )

essendo questa espressione uguale a si ha

ovvero

quindi

Trasformata di Fourier della funzione di Green.

Si ha perciò

La funzione integranda ha due poli in

Integriamo su un cammino complesso

M+ sia la curva chiusa, mentre R+ sia la semicirconferenza di raggio R

Applicando il teorema dei residui si ha

Perciò

Il membro dell’integrale su R+ vale

L’integrale converge se .

Ma poiché si deve avere

L’integrale su R+ tende a zero perciò

Facendo la stessa operazione su di un cammino M- simmetrico a M+ si ottiene

Perciò

Ovvero

.