【正文】
00| ( ) |x y b? ??,替 代上述積分方程右端的 y ,得到 01 0 0( ) ( , ( ) )xxx y f x x d x???? ? 如果 10( ) ( )xx??? ,那么 0()x? 是積分方程的解,否則,又用 1()x? 替代積分方程右端的 y ,得到 02 0 1( ) ( , ( ) )xxx y f x x d x???? ? 如果 21( ) ( )xx??? ,那么 1()x? 是積分方程的解,否則,繼續(xù)進(jìn)行,得到 001( ) ( , ( ) )xnnxx y f x x d x?? ??? ? ( ) 于是得到函數(shù)序列 { ( )}n x? . 3) 函數(shù)序列 { ( )}n x? 在區(qū)間 00[ , ]x h x h??上一致收斂于 ()x? ,即 lim ( ) ( )nn xx???? ?存在,對 ()取極限 ,得到 00010l im ( ) l im ( , ( ) ) = ( , ( ) ) xnnxnnxxx y f x x d xy f x x d x????? ? ? ??????, 即00( ) ( , ( ) )xxx y f x x d x???? ? . 4) ()x? 是積分方程00 ( , )xxy y f x y dx??? 在 00[ , ]x h x h??上的連續(xù)解 . ( 二 ) 、五個命題 這種一步一步求出方程解的方法 —— 逐步逼近法 .在定理的假設(shè)條件下 ,分五個命題 來證明定理 . 為了討論方便 ,只考慮區(qū)間 00x x x h? ? ? ,對于區(qū)間 00x h x x? ? ? 的討論完全類似 . 命題 1 設(shè) ()yx?? 是方程 ()定義于區(qū)間 00x x x h? ? ? 上 ,滿足初始條件 00()xy? ? ( )的解 ,則 ()yx?? 是積分方程00 ( , )xxy y f x y dx??? 00x x x h? ? ? ()的定義于 00x x x h? ? ? 上的連續(xù)解 .反之亦然 . 證明 因為 ()yx?? 是方程 ()滿足 00()xy? ? 的解 ,于是有 () ( , ( ))dx f x xdx? ?? 兩邊取 0x 到 x 的積分得到 00( ) ( ) ( , ( ) )xxx x f x x d x? ? ??? ? 00x x x h? ? ? 即有00( ) ( , ( ) )xxx y f x x d x???? ? 00x x x h? ? ? 所以 ()yx?? 是積分方程00 ( , )xxy y f x y dx??? 定義在區(qū)間 00x x x h? ? ? 上的連續(xù)解 . 反之 ,如果 ()yx?? 是積分方程 ()上的連續(xù)解 ,則 00( ) ( , ( ) )xxx y f x x d x???? ? 00x x x h? ? ? ( ) 由于 ),( yxf 在 R 上連續(xù) ,從而 ( , ( ))f x x? 連續(xù) ,兩邊對 x 求導(dǎo) ,可得 () ( , ( ))dx f x xdx? ?? 而且 00()xy? ? , 故 ()yx?? 是方程 ()定義在區(qū)間 00x x x h? ? ? 上 ,且滿足初始條件 00()xy? ? 的解 . 構(gòu)造 Picard的逐次逼近函數(shù)序列 { ( )}n x? . 0000 1 0 0()( ) ( , ( ) ) xnnxxyx y f d x x x h?? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ??? ?( 1,2, )n? ( ) 命題 2 對于所有的 n , ( )中的函數(shù) ()nx? 在 00x x x h? ? ? 上有定義,連續(xù)且滿足不等式 0| ( ) |n x y b? ?? ( ) 證明 用數(shù)學(xué)歸納法證明 當(dāng) 1n? 時,01 0 0( ) ( , )xxx y f y d? ? ??? ? ,顯然 1()x? 在 00x x x h? ? ? 上有定義、連續(xù)且有 001 0 0 0 0| ( ) | | ( , ) | | ( , ) | ( )xxx y f y d f y d M x x M h b? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??? 即命題成立 . 假設(shè) nk? 命題 2成立,也就是在 00x x x h? ? ? 上有定義、連續(xù)且滿足不等式 0| ( ) |k x y b? ?? 當(dāng) 1nk??時, 010( ) ( , ( ) )xkkxx y f d x? ? ? ?? ?? ? 由于 ),( yxf 在 R 上連續(xù) ,從而 ( , ( ))kf x x? 在 00x x x h? ? ? 上連續(xù),于是得知 1()k x?? 在00x x x h? ? ? 上有定義、連續(xù) ,而且有 01 0 0| ( ) | | ( , ( ) ) | ( )xkk xx y f d M x x M h b? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 即命題 2對 1nk??時也成立 .由數(shù)學(xué)歸納法知對所有的 n 均成立 . 命題 3 函數(shù)序列 { ( )}n x? 在 00x x x h? ? ? 上是一致收斂的 .記 lim ( ) ( )nn xx???? ?, 00x x x h? ? ? 證明 構(gòu)造函數(shù)項級數(shù) 011( ) [ ( ) ( ) ]kkkx x x? ? ??????? 00x x x h? ? ? () 它的部分和為011( ) ( ) [ ( ) ( ) ] ( )nn k k nkS x x x x x? ? ? ???? ? ? ?? 于是 { ( )}n x? 的一致收斂性與級數(shù) ()的一致收斂性等價 . 為此,對級數(shù) ()的通項進(jìn)行估計 . 01 0 0 0| ( ) ( ) | | ( , ( ) ) | ( )xxx x f d M x x? ? ? ? ? ?? ? ? ?? () 02 1 1 0|