Функциональный анализ и его приложения 2013, т. 47, вып. 3, с. 37-53 УДК 517.984.46+517.958+531.33 Принудительная устойчивость простого собственного числа на непрерывном спектре волновода * c 2013. С. А. Назаров В статье показано, что при выполнении нескольких условий ортогональности и правильном выборе дополнительных параметров малое компактное возмущение опе-ратора Гельмгольца не выводит из спектра простое собственное число, расположенное между порогами непрерывного спектра задачи Дирихле в области с цилиндрическим выходом на бесконечность. Результат получен посредством асимптотического анализа расширенной матрицы рассеяния. § 1. Постановка задачи Вместе с задачей (1.1) изучаем возмущенную задачу, зависящую от малого па-раметра ε > 0 и набора параметров τ = (τ 0 , τ 1 , . . . , τ N ) ∈ R 1+N , где τ 0 = 1, а остальные числа τ n малые, порядка ε. В возмущенной спектральной задаче
−Δuε (x) + εL(τ ; x, ∇)u ε (x) = λ ε u ε (x), x ∈ Ω, u ε (x) = 0, x ∈ ∂Ω, (1.2) фигурирует формально самосопряженный дифференциальный оператор (1.5) * Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 12-01-00348).
С. А. НазаровПри этом ( · , · ) Ω -скалярное произведение в пространстве Лебега L 2 (Ω), а H 1 0 (Ω) -пространство Соболева функций, обращающихся в нуль на ∂Ω. В ин-тегральном тождестве (1.5) для задачи (1.2) появился дополнительный член(1.6) Полуторалинейная форма в левой части формулы (1.4) замкнута и положи-тельно определена, так как ввиду цилиндрического строения волновода {x ∈ Q :Таким образом, вариационной задаче ставится [1, гл. 10] в соответствие неогра-ниченный положительно определенный самосопряженный оператор A в L 2 (Ω). Точно так же возникает самосопряженный оператор A ε , который остается по-ложительно определенным при малом ε благодаря неравенству (1.7) и оценкамдля форм (1.6). Возмущение происходит на компактном множестве, т. е. при условии, что ε мало (дифференциальный оператор(1.8)Все ее собственные числа объединим в последовательностьотличаются от дискретных собственными числами, вкрапленными в непрерыв-ный спектр. Решения u и u ε задач (1.1) и (1.2) из класса H 1 0 (Ω) экспоненциально затухают на бесконечности и называются захваченными волнами.Известно, что собственное число при которых возмущение εL(τ ; x, ∇) оператора Лапласа не выводит из спектра простое собственное число, расположенное между порогами,Это делается при помощи анализа вспомогательного объекта -расширенной матрицы рассеяния S ε , введенной в [5] для конических областей и в [6] для цилиндрических. Некоторый блок этой матрицы служит идентификатором то-чечного спектра (см.[6] и далее теорему 5). Появление одного и того же числа N в формулах (1.11) и (1.3) не случайно: именно N условий ортогональности (6.8), наложенных на «основное возмущение» εl 0 , и правильный подбор дополнитель-ных малых параметров τ 1 , . . . , τ N = O(ε) («точная настройка» всей формы εl из (1.6) при учете требований (6.9)) обеспечивают сохранение собственного числа в непрерывном спектре. Вопрос о компенсации неустойчивости кратного соб-ственного числа или гру...