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The 3D Inverse Problem of the Wave Equation for a General multi-connected vibrating membrane with a Finite Number of Piecewise Smooth Boundary Conditions

引用

Acta Mathematica Sinica,English Series 2005年第4期21卷 733-752页

作者： E.M.E.ZAYED Mathematics Department Faculty of ScienceZagazig UniversityZagazig.Egypt

The trace of the wave kernel μ（t） =∑ω=1^∞ exp（-itEω^1/2）, where {Eω}ω^∞=1 are the eigenvalues of the negative Laplacian -△↓2 = -∑k^3=1 （δ/δxk）^2 in the （x^1, x^2, x^3）-space, is studied for a variety of bounded domains, where -∞ 〈 t 〈 ∞ and i= √-1. The dependence of μ （t） on the connectivity of bounded domains and the Dirichlet, Neumann and Robin boundary conditions are analyzed. Particular attention is given for a multi-connected vibrating membrane Ω in Ra surrounded by simply connected bounded domains Ω j with smooth bounding surfaces S j （j = 1,……, n）, where a finite number of piecewise smooth Dirichlet, Neumann and Robin boundary conditions on the piecewise smooth components Si^＊（i = 1 ＋ kj-1,……, kj） of the bounding surfaces S j are considered, such that S j = Ui-1＋kj-1^kj Si^＊, where k0=0. The basic problem is to extract information on the geometry Ω by using the wave equation approach from a complete knowledge of its eigenvalues. Some geometrical quantities of Ω （e.g. the volume, the surface area, the mean curvuture and the Gaussian curvature） are determined from the asymptotic expansion ofexpansion of μ（t） for small │t│.

关键词： Inverse problem Wave kernal Eigenvalues Greens function multi-connected vibrating membrane Negative Laplacian Heat kernel

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